Своїми руками Сонячний колектор на "кісані" + автоматизація

Присвоїти номінацію темі можна тут
_____________________________________________________________________________________

Доброго дня, шановні форумчани!

Одного прекрасного дня читання цього форуму надихнуло мене на створення власного варіанту сонячного колектора, тим більше, в цей час роботи на роботі було небагато… був час все обдумати, порахувати, виміряти. Об’єкт – хатинка мами і бабці, в якій із всіх благ цивілізації в хаті газ і електрика – все інше на дворі. Вирішив хоч трошки покращити побут, додавши можливість нормально помитися у літній період.

Отже, зварки, паяти, нарізати різьби – нема. Тому спочатку придивлявся до варіантів, щоб як можна простіше і дешевше все це зробити. Об’єкт дуже бюджетний, зайвих фінансів немає. В процесі зрозумів, що простими садовими шлангами не обійдеться (ціна і надійність такої системи неспіврозмірні), тому вирішив зробити колектор з кісанових труб. Так як кісан успішно використовується для «теплої підлоги», тобто, віддає тепло у навколишнє середовище, то, на мою думку, він не менш успішно мав би і поглинати його. В цілому, систему вирішив зробити з природною циркуляцією води.

Розділ 1: Сонячний Колектор

Для корпусу колектора використав підручні матеріали, які знайшов на території – дошки шириною 10см, товщиною 2см, куски бляхи оцинкованої, бочка пластикова також була, приблизно на 160л. зробив корпус з габаритами 0.7х2.0 м, прикріпив бляху, під нею залишилося 2см вільного простору, який заповнив пінопластом, і знизу все це закрив частково якимось пластиком, а частково ДВП. Поверхню нагріву помалював чорною напівматовою фарбою (в 2014-му в Епіцентрі 0.5л близько 40грн коштувала!!). вийшло так:

Сам колектор зробив зі з’єднаних між собою латунних трійників ДУ15 по 6шт у верхній і нижній частинах плюс по одному коліні 90 – в результаті вийшло 7шт розгалужень. На всі відгалуження накрутив з’єднання для кісану 16мм і самі трубки між цими частинами.


Як видно на фото, вийшло не дуже рівно, бо купляв трійники і з’єднання у кілька заходів в різних місцях, відповідно, різні виробники і дещо різні габарити вийшли в моїх комплектуючих, але все це компенсувалося гнучкістю кісану і без проблем вклав його так, як мені треба було.

Вхід-вихід колектора зробив під кісан 20мм, а також спускний кран. Після вкладання колектора в корпус, тимчасово накрив його грубою плівкою замість скла, яку також знайшов на території у великій кількості. Щось краще зробити на той момент не було ні часу, ні можливості. Вирішив в цілях експерименту так все залишити до наступного (2016-го) року, а там буде видно…


Далі був монтаж:


Для бочки зробив такий п’єдестал на основі палети, приробив їй ноги:


Всю цю конструкцію максимально близько підсунув до вікна, під яким змонтував колектор:


В результаті вийшло, що довжина верхньої трубки колектора подачі гарячої води не більше 1.5м.
А, так, ще утеплення бочки зробив із трьох старих бушлатів і старої пухової подушки . Не термос, але про результати в кінці…

 

це тільки я фоток не бачу?

 

та чекайте, дайте розберуся з навігацією...
--- добавлено: 16 бер 2016 у 14:33 ---
Розділ 2: Автоматизація

Так як на роботі займаюся автоматизацією, то не міг не і тут оминути цієї теми. Після того як придумав як зробити колектор, постало питання подачі води у бочку. Як я писав, водопостачання у батьківській хаті немає, є криниця біля самої хати, а колектор і душова планувалося зробити не в домі, а у так званій «літній кухні» - по суті окремий будиночок 6х4м приблизно, розташований на відстані близько 15-20м від криниці. Добре, що в криниці вже давно стоїть насос (ще одне благо!), який качає воду на поверхню прямо біля самої криниці, де можна наповнювати відра:

Після довгих досліджень і пошуків вирішив зробити наступне: використати існуючий насос, для роздільної подачі води – поверхня/бочка – зробити трьох-ходовий клапан, для автоматичного переключення клапана використати старий спалений електропривід (нажитий чесною працею давним-давно), спаяти блок керування подачею води у бочку з індикацією рівня. І, звісно, все це мало максимально дешево обійтися.

Перше, чим зайнявся – це пошук електричної схеми для блоку керування з індикацією рівня. Добре, що тепер в неті можна знайти що-завгодно! Найкраща схема виявилася на цьому сайті: http://cxemu.te.ua/cxemu/398-indikator_rivnya_vodi.html. Подібна або навіть та сама схема гуляє нетом на різних сайтах, при чому всюди опис, ніби від автора, але хто насправді автор прослікувати, напевно, не вдасться… Спаяв пробний варіант на 1 світлодіод – працює! Далі, шляхом проб та модернізації, довів схему до такого робочого вигляду:

Моя схема відрізняється перш-за-все тим, що тут додано функцію автоматичного включення насоса підкачки води при зменшенні рівня у бочці менше середнього і його виключення при досягнення максимального рівня. Для цього у схему були додані реле К1 і К2. Та і вся схема перероблена на живлення 12В, відповідно помінялися номінали резисторів. Довго прийшлося підбирати номінали резисторів R2, R5, R8, оскільки виявилося, що при встановленні малого опору цих резисторів і пропусканні струму через електроди у воді відбувається електроліз! При чому досить такий серйозний – за 10хв роботи (експеримент з електродами у склянці з водою) випадав видимий осад і самі електроди гарно булькали. А коли опір був занадто великий – тоді реле не включалося. А при опорі 33кОм напруга на катушці реле близько 10В, що дозволяє йому нормально включатися і не перегріватися.

Працює індикатор рівня стандартно – при заповненні ємності і замиканні «загального» електрода і «мінімального», «середнього» і «максимального» включається світлодіод, відповідно, «мінімального» рівня, а також «середнього» рівня і реле К1, «максимального» рівня і реле К2. Якщо рівень води менше «середнього» рівня, тоді реле К1 і К2 не включене, відповідно контакт К1.1 і К2.1 замкнений і якщо перемикач SB3 «Автоматичне підкачування» включений, тоді напруга подається на катушки реле К3 і К4, і індикатор HL5 «Насос», а контактом К3.1 подається напруга на інший контактор (стоїть у криниці), який включає насос – відбувається підкачування води. При цьому контакт реле К4.1 працює як самопідхоплювач для К3 і К4 і навіть, коли рівень води стане більшим середнього і реле К1 розімкнеться, то К3 і К4 все одно будуть включені, поки рівень не досягне максимального значення, що призведе до спрацювання К2 і вимкнення К3 і К4 – стоп підкачування.

Також, за допомогою кнопки SA1, можна здійснювати ручне підкачування, тобто воду можна підкачати у будь-який момент, незалежно від реального рівня. На практиці помітив цікаву функцію – якщо рівень менший максимального, авто підкачування включено і натиснути короткочасно цю кнопку, то відбувається автоматичне підкачування води до макс рівня з подальшою зупинкою! Дуже зручно! І ще одне, замість 2шт реле К3 і К4 можна і навіть бажано використати одне з двома парами перекидних контактів, просто я ліпив з того, що було…

Крім того, передбачив можливість блокування підкачування, коли спрацював датчик максимального аварійного рівня переливу води – поплавок, який має підключатися до клем 6, 7 блоку керування. На практиці ще не встиг зробити поплавковий вимикач.

Специфікація автоматики:
1. Транзистор VT1…3 – 3шт – КТ315 або аналог
2. Світлодіод HL1…5 – 5шт – будь-який на 3В
3. Реле К1…4 – 4 шт – живлення 12В, 1 С/О
4. Резистор R3, R6, R9, R10, R11 – 5 шт – 2.2…3кОм, 0.125Вт
5. Перемикач малогабаритний – 2 шт
6. Клема 2-х контактна 5мм – 5шт
7. Кнопка 1НВ – 1шт
8. Корпус – 1шт
9. Плата монтажна – 1шт
10. Блок живлення 220/12В, 0.1А (від антенного підсилювача) – 1 шт

На практиці вийшло так:

Кілька слів про саморобний клапан переключення споживачів.

Так як я писав, насос є один, а споживачів – два. Один – це бочка колектора, інший – вихід води біля криниці. Для переключення скрутив таку штуку: трійник, два звичайні кульові крани, три перехідники на гумовий шланг, хомути металеві:


Ручки кранів зняв, замість них прикріпив металеві втулки – внутрішній діаметр 8мм якраз ідеально підійшли на шток крана (такі використовуємо в роботі). Кріпляться вони до штока з допомогою гвинтів затискачів. Втулки об’єднані металевою тягою для одночасного повертання кранів. На одній із втулок додатково закріплений алюмінієвий шток, до якого кріпиться поворотний механізм електропривода. Також на втулках закріплені «пелюстки», які в крайніх положеннях кранів натискають на контакти кінцевиків, що розташовані під електроприводом на своїх кріпленнях. Контакти кінцевиків намальовані на моїй схемі у її нижній частині з маркуванням S1, S2. І крани працюють у «протифазі», хто ще не здогадався… Один відкритий – інший закритий.

Мушу описати історію з електроприводом. Справа в тому, що в мене був спалений електропривід Belimo TF230, який я відремонтував за 40грн, але в процесі перевірки роботи разом з клапаном виявилося, що його зусилля прокрутити 2 крани недостатньо. По тх в нього зусилля 2Нм, якщо давав команду на відкриття, то ще якось міг відкрити, але закрити вже не міг. Хто розуміється на цьому, то знає, що в TF230 є зворотня пружина, яка «заводиться» при відкриванні (подачі 220В) і розкручується при знятті напруги живлення з привода. Це був би ідеальний варіант для моєї схеми… але не так сталося. І так як об’єкт на той час вже був готовий до запуску, прийшлося позичити на фірмі інший привід – Belimo LM230 – він не має пружини, але зусилля 5Нм повністю достатньо для відкривання/закривання кранів. Тим часом думав, що зробити, щоб не прийшлося купляти цей позичений привід… І рішення прийшло! Знявши зворотну пружину, отримав зусилля як мінімум у 2 рази більше, ніж було, тобто не менше 4Нм!!! Але з’явилася інша проблема – привід працював тільки в одному напрямку, не стало пружини – зникла функція зворотнього закривання. Щоб виправити цю ситуацію змонтував додатковий блок пере комутації, схема виглядає так:

На схемі: Зліва – принципова схема електропривода TF230.
Справа – додатковий блок перекомутації.
Вийшло все так:

Використано:
1. Блок живлення 220/12В, 0.1А (антенний)
2. Реле РЕС-22, 24В
3. Перемикач
4. Корпус

Суть переробки в тому, що контакти реле врізаються в схему привода і по сигналу просто міняють місцями полярність напруги, що подається на моторчик цього привода, відповідно моторчик крутиться в інший бік. Тепер привід може відкривати і закривати! Тут взагалі-то краще і простіше було би використати реле на 220В, але його треба купляти. Потрібного дешевого не знайшов, а були в мене РЕС22. Тому і використав ще один непотрібний антенний БЖ для включення цього реле.

РОБОТА

Як тільки все було готове, відразу приступив до випробування системи, на собі, звісно. Був червень, сонце, бочка набрана і вечором пішов в душ. Через кілька хвилин було виявлено основний недолік – вода була настільки гаряча, що просто неможливо було нормально під нею стояти !!! ПРАЦЮЄ !!! В подальшому цю проблему вирішили так – набирали не повну бочку, а трошки більше середнього рівня по автоматиці. Вечором, перед користуванням, добирали до повного і тоді було якраз нормально. Напевно, у майбутньому треба буде доробити якусь ємність з холодною водою, щоб не бавитися з цим змішуванням.

На жаль, не можу в цифрах написати, яка температура була до, під час і після, не мав чим міряти і часу не було, так як не живу там. Але якось це все перевірю, хоч би для себе.

Висновок такий – система для літнього душу працює чудово. А в перехідний період в цьому душі буде не дуже комфортно. Пінопласт зовсім не годиться для утеплення днища колектора.

Загальні витрати на все – приблизно 1500 грн. Це з колектором, трубами до душу і т.д.


На цьому все. Дякую всім, хто дочитав до кінця .

 

не уважно дивитесь - бо здаеця - останні дві фотки то вже точно десь тут бачили

 

ви правильно кажете - вам здається. все, що тут є показано вперше.

 

чудова робота!!!

 

Обалдеть! Из какой-то говняной проблемы такую цяцю сделали! Я просто восхищаюсь!

 

Мое мнение . В автоматику не лезу по умолчанию все на 5 , а вот все остальное ..... , если допустить , что у вас были лишними куча дорогостоящих стыков , - тады да , а так смысла вообще нет , очень затратно . Гораздо проще бросить гибкую трубу спиралью и далее по теме . Это придумали граждане США уже надцать лет назад . Ну , вообщем вот так . Как хендмей - вполне пригодно и больше ни кому . Радует , что вы это сделали , а не лежали на диване и принесли финансовую экономию семьи . С уважением .

 

можливо і так, бо на сьогоднішній день такий виріб дійсно обійдеться значно дорожче, ніж тоді, коли я його робив. але на саме таку конструкцію в мене є 2 аргументи:
1 - більшість латунних трійників купляв ще восени 2014 по 5.50 грн за штуку (повороти 90 ще дешевше). потім в процесі зборки докупляв трійники по 7.50. перехідники з ду15 на кісан, чесно - не пам'ятаю, але щось також в р-ні 10 грн. тобто загальна ціна колектора, не рахуючи кісану, вийшла близько 250 грн (з краном). не така вже і велика сума...
2- на мою думку моя конструкція полегшує і прискорює нагрівання води, на відміну того, що ви пропонуєте - труба спіралькою. все-таки без насоса воді легше буде пройти 2м по прямій трубі ще і з нахилом, ніж рухатися по значно довшій трубі по спіралі, чи змійкою... якби в мене був насос, тоді, звичайно, конструкція була би іншою.
на сьогоднійшній час дійсно, ціни такі, що за голову берешся... наприклад в епіцентрі найдешевші латунні трійники коштують від 15грн... але можна і дешевше знайти.

 

Доброго дня! А чого пінопласт не годиться для утеплення? Хотілося б знати. Зараз проектую для своєї майстерні сонячні колектори для опалення за допомогою теплої підлоги. Не хочеться допуститися помилок.
На мою думку, зараз пінопласт має найкраще співвідношення ціна / споживчі якості.
Дякую за відповідь.