Collettore solare realizzato con bottiglie di plastica: una guida passo passo per assemblare un dispositivo solare

Per molti proprietari di case private e cottage estivi il concetto di energia alternativa è associato a costosi pannelli solari, turbine eoliche o pompe di calore. Nessuno sa nemmeno che in poche ore, per pochi centesimi, è possibile costruire un collettore solare con bottiglie di plastica per rifornirsi di acqua calda durante la stagione calda.

Ti diremo come realizzare un efficace sistema di trattamento dell'acqua sanitaria dai materiali di scarto. Nel nostro articolo troverete una descrizione dettagliata dei progetti e dei metodi dei sistemi di produzione, il cui funzionamento è stato testato nella pratica. Tenendo conto dei nostri consigli, assemblerai un utile dispositivo domestico senza problemi.

Specifiche di utilizzo dei collettori solari

La differenza principale tra un collettore solare e vari tipi di generatori di calore sistemi solari consiste in un lavoro ciclico. In altre parole, in assenza del sole non ci sarà energia termica.

Ovviamente, al buio, le prestazioni di un sistema autonomo di acqua calda con collettore solare si riducono a zero. La produzione di calore da parte di un collettore solare è determinata dalla durata delle ore diurne, che dipende dalla latitudine e dal periodo dell'anno.

Un collettore solare fatto in casa risolverà non solo il problema della fornitura di acqua calda a una casa non collegata alle reti centrali, ma anche i problemi di riscaldamento

Anche le caratteristiche climatiche della zona hanno un impatto significativo sul livello di prestazione del collettore solare. Se la zona è caratterizzata da frequenti nebbie o il sole è spesso nascosto dietro le nuvole, allora le prestazioni del collettore solare si riducono notevolmente.

Tuttavia, anche in questo caso collettore solare per il riscaldamento e/o il riscaldamento dell'acqua rimane efficace grazie alla sua capacità di catturare anche i raggi sparsi.

Caratteristiche del progetto e principio di funzionamento

L'elemento principale della versione standard del collettore solare è un adsorbitore sotto forma di una piastra di rame con un tubo. La piastra si riscalda rapidamente sotto l'influenza della luce solare, trasferendo calore al tubo e al liquido in esso contenuto. Grazie alla circolazione libera o forzata, il calore risultante viene ulteriormente trasportato in tutto l'impianto.

Sotto l'influenza della luce solare, la piastra di rame viene riscaldata, dalla quale il calore viene trasferito al liquido di raffreddamento situato nel tubo

Per aumentare l'efficienza dell'adsorbitore, dovrebbe essere dotato delle proprietà fisiche necessarie. Innanzitutto è necessario aumentare la capacità di assorbimento dell'adsorbitore e ridurre al minimo la riflessione della luce solare. La soluzione più semplice sarebbe applicare vernice nera sull'adsorbitore.

Per aumentare l'efficienza dell'adsorbitore è necessario ricoprirlo con vetro trasparente. Il vetro normale riflette parte dei raggi del sole.

È preferibile utilizzare un vetro speciale a basso contenuto di ferro o un rivestimento antiriflesso. Per evitare la contaminazione del vetro, il corpo del collettore solare deve essere reso ermetico.

Nonostante i numerosi modi per migliorare il funzionamento e aumentare la produttività di un collettore solare, a causa delle imperfezioni nella progettazione, questo indicatore è tutt'altro che ideale. Tenendo conto del principio di funzionamento di un collettore solare e dei metodi per aumentarne l'efficienza, proveremo a creare un modello primitivo ed economico da materiali di scarto.

Assemblaggio dell'unità da materiali di scarto

Oltre ad essere economici e facili da assemblare, i collettori solari piatti non funzionano bene al mattino e alla sera.

La forma convessa delle bottiglie garantisce la penetrazione quasi verticale dei raggi anche durante il tramonto e l'alba, garantendo così l'efficienza dell'apparecchio sia al mattino che alla sera.

Grazie alla forma convessa delle bottiglie di plastica, il dispositivo, anche in posizione orizzontale, è in grado di catturare i raggi del sole che sorge e tramonta

Esistono diversi modi distintivi per costruire un sistema di acqua calda perfettamente funzionante utilizzando bottiglie di plastica:

• Il collettore solare svolge il ruolo di serbatoio di accumulo nel quale l'acqua viene riscaldata e poi scaricata;
• Il collettore solare è collegato ad un serbatoio di accumulo per garantire il riscaldamento dell'acqua e la circolazione naturale;
• Le bottiglie di raccolta in plastica fungono da serbatoio d'acqua;
• Le bottiglie di plastica fungono da contenitori sigillati per trattenere il calore.

Inoltre, i collettori solari possono differire nelle caratteristiche di progettazione. Ciò è dovuto innanzitutto sia al metodo di fissaggio delle bottiglie, sia alle modalità di loro disposizione.

Opzione con accumulo di acqua riscaldata

Per realizzare un collettore solare avrai bisogno tubo in polipropilene con un diametro di 50 mm, a cui verranno collegate le bottiglie di plastica, il cui numero è determinato dal diametro del tubo. Per il modello sono state prese 15 bottiglie di plastica, quindi la capacità di lavoro del collettore solare era di 30 litri.

I giunti che collegano le bottiglie al tubo di propilene sono rivestiti con sigillante siliconico, impedendo perdite d'acqua

Per collegare le bottiglie in un unico sistema, è necessario praticare dei fori in un tubo di propilene destinato alla fornitura di acqua calda. La soluzione ideale era utilizzare una punta per legno da 26 mm.

Con queste dimensioni è garantita la massima densità di giunzione e la bottiglia viene avvitata nel foro con forza lungo la sua filettatura. Per garantire la massima tenuta del collegamento, i giunti possono essere rivestiti con sigillante siliconico, ma è preferibile utilizzare adesivo hot melt.

Per ottenere l'effetto dei vasi comunicanti è necessario praticare nella parte superiore di ciascuna bottiglia dei fori del diametro di circa 2 mm.

Dopo aver collegato le bottiglie, su un lato del tubo viene tagliato un raccordo, che verrà successivamente collegato alla rete idrica per l'approvvigionamento idrico. Dall'altro lato, è necessario installare un rubinetto attraverso il quale l'acqua riscaldata verrà scaricata nel serbatoio di accumulo.

Tuttavia, sotto il peso dell'acqua riempita, un dispositivo del genere può essere utilizzato per uso domestico energia solare potrebbe perdere la sua integrità. Pertanto, sarebbe consigliabile installare una scatola. Per realizzarlo avrai bisogno di una tavola larga 150 mm.

Per aumentare l'efficienza del collettore solare, è possibile adagiare sul fondo della scatola della plastica espansa o del polistirolo espanso di 50 mm di spessore e coprirlo con un foglio di alluminio.

Dopo aver installato il collettore solare nel luogo del suo ulteriore utilizzo, le bottiglie di plastica devono essere verniciate di nero per assorbire più efficacemente la luce solare.

Quando verniciato di nero, aumenta la capacità di assorbimento della plastica e aumenta l'efficienza del riscaldamento dell'acqua.

È meglio usare la vernice opaca e applicarla spruzzando da una bomboletta spray. Non resta che coprire la scatola con vetro, aumentandone così la tenuta e collegarla al sistema di alimentazione dell'acqua fredda e al sistema di scarico dell'acqua calda predisposta per l'uso nel serbatoio di accumulo.

Dall'esperienza pratica è noto che la plastica non tollera le alte temperature, che ne portano alla deformazione. Nelle giornate soleggiate, la temperatura dell'acqua riscaldata può superare i 65 gradi, il che porterà alla deformazione della plastica.

A questo proposito, è meglio rifiutare del tutto l'ulteriore sigillatura della scatola con vetro o utilizzarla esclusivamente con tempo nuvoloso.

Metodo con circolazione di acqua riscaldata

Il sistema di collettori solari è simile alla prima opzione, ma presenta numerose differenze di progettazione.

Per creare un collezionista avrai bisogno dei seguenti strumenti e materiali:

• Tubo in PVC con diametro di 20 mm con angoli e raccordi a T;
• Tagliatubi a rulli;
• Frese per smussare;
• Primer (detergente);
• Bottiglie di plastica;
• Tetrapack per latte o succhi;
• Coltello per cancelleria;
• Cartone;
• Vernice nera opaca resistente al calore;
• Serbatoio di stoccaggio.

Per l'installazione avremo bisogno di un tubo in PVC con un diametro di 20 mm. La parte orizzontale del tubo deve essere tagliata in sezioni nelle quali verranno fissati gli angoli e i T mediante saldatura a freddo.Il fondo del collettore solare avrà esattamente lo stesso aspetto. Il risultato finale è un sistema chiuso, ma prima di tutto.

Caratteristiche dell'incollaggio di tubi in PVC

Per ottenere un taglio di alta qualità, è meglio usare tagliatubidotato di rulli. Dopo il taglio è necessario smussare la parte interna del tubo utilizzando apposite frese per smussare.

Dopo aver misurato la profondità dei raccordi a T e degli angoli, è necessario posizionare un segno sull'estremità del tubo da collegare e trattare le estremità dei tubi e dei raccordi con un primer (detergente).

Grazie al movimento fluido della parte tagliente, il tagliatubi a rullo consente di evitare deformazioni della sezione trasversale e la formazione di bave lungo il bordo durante il taglio

Il passo successivo è applicare e stendere la colla attorno all'esterno del tubo e all'interno del raccordo. La colla deve essere applicata con un pennello e le sue dimensioni devono essere inferiori al diametro dei tubi. Non resta che inserire il tubo nel raccordo a T o nell'angolo preparato e girarlo di un quarto di giro per distribuire uniformemente la colla.

Va tenuto presente che il lavoro di incollaggio di un angolo o di un raccordo a T non deve essere completato in più di 30 secondi. Dopo il fissaggio è necessario rimuovere eventuali residui di adesivo.

La procedura per la fabbricazione di un collettore solare

Dopo aver preparato il tubo superiore e avervi attaccato i tubi verticali, potete iniziare a preparare le bottiglie di plastica. Il modello di collettore solare presentato ha 4 tubi verticali lunghi 105 cm; questa lunghezza di tubo può ospitare 5 bottiglie di plastica. Cioè, per assemblare il raccoglitore avrai bisogno di 20 bottiglie di plastica identiche.

Il fondo deve essere rimosso da ogni bottiglia. Per fare questo, crea un semplice modello da un pezzo di cartone lungo 30 cm arrotolato in un tubo.Usando una sagoma e un taglierino, rimuovi il fondo delle bottiglie. Dopo aver preparato le bottiglie, puoi iniziare a realizzare un assorbitore che assorbirà l'energia solare.

Utilizzando una semplice sagoma in cartone è possibile tagliare velocemente e ottenere bottiglie della stessa dimensione

Usiamo succhi usati o tetra pack di latte come assorbente. Devono essere tagliati, lavati accuratamente e asciugati. Per migliorare la loro capacità di assorbimento, applicare vernice nera opaca. Il modo più semplice per farlo è usare la vernice spray da una bomboletta.

L'inserimento sequenziale di bottiglie di plastica facilita l'inserimento dei tetra pack piegati al loro interno

Dopo aver preparato le bottiglie e i tetrapack, puoi iniziare ad assemblare il dispositivo solare. Per prima cosa è necessario infilare una bottiglia di plastica, prima con il collo, su un tubo verticale e inserirvi un Tetra Pak. In modo simile, tutte le bottiglie vengono infilate su tubi verticali, che poi devono essere collegati ai tee e agli angoli del tubo inferiore, simile a quello superiore.

Per dare rigidità al collettore solare fabbricato, è necessario realizzarne un supporto.

Un normale pannello di legno conferisce rigidità alla struttura e facilita lo spostamento del collettore solare nel luogo di funzionamento

Puoi, come nel primo caso, posizionare il collettore in una scatola di legno, ma non è più necessario isolarlo. Poiché ciascuna delle bottiglie di plastica è una sorta di piccolo serbatoio isolato che, riscaldandosi dall'interno, trasferisce calore all'acqua che circola attraverso i tubi.

Caratteristiche di posizionamento e connessione

Per ottenere il massimo assorbimento possibile della luce solare, il collettore deve essere orientato verso sud. È sufficiente un piccolo angolo di inclinazione di 10-15 gradi affinché il collettore possa funzionare efficacemente in quasi tutte le posizioni del sole.

La parte inferiore del tubo deve essere collegata al fondo del serbatoio di stoccaggio e la parte superiore approssimativamente alla sua parte centrale. L'acqua fredda dal contenitore in polimero scorrerà attraverso il tubo inferiore nel collettore, dove si riscalderà e salirà attraverso il tubo superiore nel serbatoio.

Pertanto, ci sarà una circolazione naturale dell'acqua attraverso il sistema fatto in casa. Per garantire un'elevata intensità di circolazione dell'acqua, il serbatoio deve essere posizionato appena sopra il collettore solare ad una distanza di almeno 0,3 m da esso.

Quando il collettore solare è collegato correttamente al serbatoio di accumulo, è garantita la circolazione naturale dell'acqua

Va tenuto presente che quando l'acqua fredda entra nel serbatoio dal sistema di approvvigionamento idrico, viene miscelata attivamente, il che riduce l'efficienza del collettore. Ciò può essere evitato dotando l'ingresso del serbatoio di un riduttore di turbolenza, che è un tubo tappato con più fori.

L'acqua scorre dolcemente attraverso il riduttore, che permette all'acqua fredda di rimanere negli strati inferiori, da dove viene aspirata nel collettore solare.

L'uso di un riduttore turbolento aiuta ad evitare la miscelazione di acqua fredda e calda nel serbatoio di accumulo

Ovviamente, il collettore solare fornisce il riscaldamento dell'acqua solo durante il giorno in condizioni di tempo soleggiato. Pertanto è importante risparmiare acqua calda da utilizzare durante il giorno e la sera. Per fare ciò è necessario isolare il serbatoio di stoccaggio.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Video 1. Ecco come sono apparsi i primi sistemi solari da bottiglie di plastica:

Video 2. Dispositivo di riscaldamento dell'acqua quasi gratuito in azione:

Un collettore solare realizzato con contenitori per bevande in plastica è una soluzione economica per produrre acqua calda. Tuttavia, in caso di maltempo prolungato, soprattutto in primavera e autunno, è consigliabile installare un elemento riscaldante nel serbatoio di accumulo. In questo caso il collettore solare diventerà parte di un sistema completo, consentendo, in condizioni favorevoli, di risparmiare denaro.

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