Coletor solar feito de garrafas plásticas: passo a passo para montar um dispositivo solar

O conceito de energia alternativa para muitos proprietários de casas particulares e chalés de verão está associado a caros painéis solares, turbinas eólicas ou bombas de calor. Ninguém percebe que em apenas algumas horas, por apenas alguns centavos, você pode construir um coletor solar a partir de garrafas plásticas para se abastecer de água quente durante a estação quente.

Diremos como fazer um sistema eficaz de tratamento de água sanitária a partir de resíduos. Em nosso artigo você encontrará uma descrição detalhada dos projetos e métodos de fabricação de sistemas, cuja operação foi testada na prática. Levando em consideração nossas recomendações, você montará um dispositivo doméstico útil sem complicações.

Especificações do uso de coletores solares

A principal diferença entre um coletor solar e vários tipos de geradores de calor sistemas solares consiste em trabalho cíclico. Em outras palavras, na ausência do sol não haverá energia térmica.

Obviamente, no escuro, o desempenho de um sistema autônomo de água quente com coletor solar é reduzido a zero. A produção de calor por um coletor solar é determinada pela duração do dia, que depende da latitude e da época do ano.

Um coletor solar caseiro resolverá não só a questão do fornecimento de água quente a uma casa não ligada à rede central, mas também problemas de aquecimento

As características climáticas da área também têm um impacto significativo no nível de desempenho do coletor solar. Se a área for caracterizada por nevoeiros frequentes ou se o sol estiver frequentemente escondido atrás das nuvens, o desempenho do coletor solar será significativamente reduzido.

Porém, também neste caso coletor solar para aquecimento e/ou aquecimento de água permanece eficaz devido à sua capacidade de capturar até mesmo raios dispersos.

Recursos de design e princípio de operação

O elemento principal da versão padrão do coletor solar é um adsorvedor em forma de placa de cobre com tubo. A placa aquece rapidamente sob a influência da luz solar, transferindo calor para o tubo e para o líquido nele contido. Graças à circulação livre ou forçada, o calor resultante é posteriormente transportado por todo o sistema.

Sob a influência da luz solar, a placa de cobre é aquecida, de onde o calor é transferido para o refrigerante localizado no tubo

Para aumentar a eficiência do adsorvedor, ele deve ser dotado das propriedades físicas necessárias. Em primeiro lugar, é necessário aumentar a capacidade de absorção do adsorvedor e minimizar o reflexo da luz solar. A solução mais simples seria aplicar tinta preta no adsorvedor.

Para aumentar a eficiência do adsorvedor, ele deve ser coberto com vidro transparente. O vidro comum reflete alguns dos raios solares.

É melhor usar vidro especial com baixo teor de ferro ou um revestimento anti-reflexo. Para evitar a contaminação do vidro, o corpo do coletor solar deve ser hermético.

Apesar das inúmeras formas de melhorar o funcionamento e aumentar a produtividade de um coletor solar, devido a imperfeições no projeto, esse indicador está longe do ideal. Levando em consideração o princípio de funcionamento de um coletor solar e métodos para aumentar sua eficiência, tentaremos criar um modelo primitivo e barato a partir de sucata.

Montagem da unidade a partir de materiais improvisados

Além de barata e fácil de montar, a opção feita a partir de garrafas plásticas difere dos dispositivos solares convencionais porque os coletores solares planos não funcionam bem de manhã e à noite.

O formato convexo dos frascos garante a penetração quase vertical dos raios mesmo durante o pôr do sol e o amanhecer, garantindo assim a eficiência do aparelho tanto pela manhã quanto à noite.

Graças ao formato convexo das garrafas plásticas, o aparelho, mesmo na posição horizontal, é capaz de captar os raios do sol nascente e poente

Existem várias maneiras distintas de construir um sistema de água quente que funcione perfeitamente a partir de garrafas plásticas:

• O coletor solar desempenha o papel de tanque de armazenamento no qual a água é aquecida e depois drenada;
• O coletor solar está ligado a um reservatório para garantir o aquecimento da água e a circulação natural;
• Garrafas coletoras de plástico funcionam como reservatório de água;
• Garrafas plásticas funcionam como recipientes selados para reter o calor.

Além disso, os coletores solares podem diferir em suas características de design. Em primeiro lugar, isso se deve tanto ao método de fixação das garrafas quanto aos métodos de sua disposição.

Opção com armazenamento de água aquecida

Para fazer um coletor solar você precisará tubo de polipropileno com diâmetro de 50 mm, ao qual serão conectadas garrafas plásticas, cujo número é determinado pelo diâmetro do tubo. Para o gabarito foram retiradas 15 garrafas plásticas, portanto a capacidade de trabalho do coletor solar foi de 30 litros.

As juntas que ligam as garrafas ao tubo de propileno são revestidas com selante de silicone, evitando vazamento de água

Para conectar as garrafas em um único sistema, devem ser feitos furos em um tubo de propileno destinado ao abastecimento de água quente. A solução ideal foi usar uma broca para madeira de 26 mm.

Com essas dimensões, é garantida a máxima densidade da junta e a garrafa é aparafusada no furo com força ao longo de sua rosca. Para garantir a máxima vedação da conexão, as juntas podem ser revestidas com selante de silicone, mas é melhor usar adesivo hot melt.

Para conseguir o efeito de vasos comunicantes, devem ser feitos furos com diâmetro de cerca de 2 mm na parte superior de cada garrafa.

Depois de conectar as garrafas, é cortado um encaixe em um dos lados do tubo, que posteriormente será conectado à rede de abastecimento de água. Do outro lado, deverá instalar uma torneira por onde a água aquecida escoará para o reservatório.

No entanto, sob o peso da água cheia, tal dispositivo para uso doméstico energia solar pode perder sua integridade. Portanto, seria aconselhável instalar uma caixa. Para fazer isso você precisará de uma placa com 150 mm de largura.

Para aumentar a eficiência do coletor solar, você pode colocar espuma ou poliestireno expandido com 50 mm de espessura no fundo da caixa e cobri-la com papel alumínio.

Após a instalação do coletor solar no local de sua posterior utilização, as garrafas plásticas devem ser pintadas de preto para absorver a luz solar de forma mais eficaz.

Quando pintado de preto, a capacidade de absorção do plástico aumenta e a eficiência de aquecimento da água aumenta.

É melhor usar tinta fosca e aplicá-la por pulverização de uma lata de aerossol. Resta cobrir a caixa com vidro, aumentando assim a sua estanqueidade e ligá-la à rede de abastecimento de água fria e ao sistema de escoamento da água quente preparada para utilização para o reservatório.

Pela experiência prática sabe-se que o plástico não tolera altas temperaturas, que levam à sua deformação. Em dias ensolarados, a temperatura da água aquecida pode ultrapassar 65 graus, o que levará à deformação do plástico.

A este respeito, é preferível recusar completamente a vedação adicional da caixa com vidro ou utilizá-la exclusivamente em tempo nublado.

Método com circulação de água aquecida

O sistema coletor solar é semelhante à primeira opção, mas apresenta várias diferenças de design.

Para criar um coletor você precisará das seguintes ferramentas e materiais:

• Tubo de PVC com diâmetro de 20 mm com cantos e tês;
• Cortador de tubos de rolo;
• Fresas de chanfro;
• Primer (agente de limpeza);
• Garrafas plásticas;
• Tetrapacks para leite ou suco;
• Faca de papelaria;
• Cartão;
• Tinta preta fosca resistente ao calor;
• Tanque de armazenamento.

Para a instalação precisaremos de um tubo de PVC com diâmetro de 20 mm. A parte horizontal do tubo deve ser cortada em seções nas quais os ângulos e tês serão fixados por soldagem a frio.A parte inferior do coletor solar terá exatamente a mesma aparência. O resultado final é um sistema fechado, mas primeiro o mais importante.

Características de colagem de tubos de PVC

Para obter um corte de alta qualidade, é melhor usar cortador de Tubosequipado com rolos. Após o corte, o interior do tubo deve ser chanfrado com fresas especiais.

Depois de medir a profundidade dos tees e dos ângulos, é necessário colocar uma marca na extremidade do tubo a ser conectado e tratar as extremidades dos tubos e conexões com um primer (agente de limpeza).

Graças ao movimento suave da peça de corte, o cortador de tubos permite evitar deformações na seção transversal e a formação de rebarbas ao longo da borda durante o corte

O próximo passo é aplicar e espalhar a cola na parte externa do tubo e na parte interna da conexão. A cola deve ser aplicada com pincel e seu tamanho deve ser menor que o diâmetro dos tubos. Resta inserir o tubo no tee ou canto preparado e girá-lo um quarto de volta para distribuir uniformemente a cola.

Deve-se levar em consideração que o trabalho de colagem de um canto ou tee deve ser concluído em no máximo 30 segundos. Após a fixação é necessário retirar qualquer resíduo de adesivo.

O procedimento para fabricar um coletor solar

Depois de preparar o tubo superior e fixar os tubos verticais nele, você pode começar a preparar as garrafas plásticas. O modelo de coletor solar apresentado possui 4 tubos verticais de 105 cm de comprimento, este comprimento de tubo pode acomodar 5 garrafas plásticas. Ou seja, para montar o coletor serão necessárias 20 garrafas plásticas idênticas.

O fundo deve ser removido de cada garrafa. Para fazer isso, faça um molde simples a partir de um pedaço de papelão de 30 cm de comprimento enrolado em um tubo.Usando um molde e uma faca, remova o fundo das garrafas. Depois de preparar as garrafas, você pode começar a fazer um absorvedor que irá absorver a energia solar.

Usar um modelo simples de papelão permite cortar e obter garrafas do mesmo tamanho rapidamente

Utilizamos embalagens tetra de suco ou leite usado como absorvente. Devem ser cortados, bem lavados e secos. Para melhorar a capacidade de absorção, aplique tinta preta fosca. A maneira mais fácil de fazer isso é usar tinta spray de lata.

A amarração sequencial de garrafas plásticas facilita a colocação de tetra packs dobrados nelas

Depois de preparar as garrafas e tetrapacks, você pode começar a montar o dispositivo solar. Primeiro, você precisa amarrar uma garrafa de plástico, com o gargalo primeiro, em um tubo vertical e inserir uma Tetra Pak nele. Da mesma forma, todas as garrafas são amarradas em tubos verticais, que então devem ser conectados aos tees e cantos do tubo inferior, semelhante ao superior.

Para dar rigidez ao coletor solar fabricado, é necessário fazer um suporte para o mesmo.

Um painel comum de madeira confere rigidez à estrutura e facilita a movimentação do coletor solar até o local de sua operação

Pode-se, como no primeiro caso, colocar o coletor em uma caixa de madeira, mas não há mais necessidade de isolá-lo. Já cada uma das garrafas plásticas é uma espécie de pequeno reservatório isolado que, aquecido por dentro, transfere calor para a água que circula pelos tubos.

Recursos de posicionamento e conexão

Para a máxima absorção possível da luz solar, o coletor deve ser orientado na direção sul. Um pequeno ângulo de inclinação de 10 a 15 graus é suficiente para que o coletor funcione efetivamente em quase qualquer posição do sol.

A parte inferior do tubo deve ser conectada ao fundo do tanque de armazenamento e a parte superior - aproximadamente à sua parte central. A água fria do recipiente de polímero fluirá através do tubo inferior para o coletor, onde será aquecida e subirá pelo tubo superior para o tanque.

Assim, haverá circulação natural da água pelo sistema caseiro. Para garantir alta intensidade de circulação da água, o tanque deve ser colocado logo acima do coletor solar, a uma distância de pelo menos 0,3 m dele.

Quando o coletor solar está corretamente conectado ao tanque de armazenamento, é garantida a circulação natural da água

Deve-se levar em consideração que quando a água fria entra no tanque vinda da rede de abastecimento de água, ela é misturada ativamente, o que reduz a eficiência do coletor. Isso pode ser evitado equipando a entrada do tanque com um redutor turbulento, que é um tubo obstruído com múltiplos furos.

A água flui suavemente pelo redutor, o que permite que a água fria permaneça nas camadas inferiores, de onde é levada para o coletor solar.

O uso de um redutor turbulento ajuda a evitar a mistura de água fria e quente no tanque de armazenamento

Obviamente, o coletor solar fornece aquecimento de água apenas durante o dia em dias ensolarados. Por isso, é importante guardar água quente para uso durante o dia e à noite. Para isso é necessário isolar o tanque de armazenamento.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo 1. Foi assim que surgiram os primeiros sistemas solares feitos de garrafas plásticas:

Vídeo 2. Dispositivo de aquecimento de água quase gratuito em ação:

Um coletor solar feito de recipientes plásticos para bebidas é uma solução barata para a produção de água quente. Porém, em caso de mau tempo prolongado, principalmente na primavera e no outono, é aconselhável instalar uma resistência no tanque de armazenamento. Neste caso, o coletor solar passará a fazer parte de um sistema completo, permitindo, em condições favoráveis, economizar dinheiro.

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