Wie ein Passive Solarwarmwasserbereiter bauen - Green Homes - Mutter Erde Nachrichten
einen Solar-Warmwasserbereiter Aufbau ist einfach und erhebliche Einsparungen bei der Stromrechnung mit minimalen Investitionen produzieren.
Illustration von Dave Channon
Befolgen Sie diese Richtlinien eine einfache und kostengünstige Solar-Warmwasser-Heizung zu bauen. Erkunden Sie die verschiedenen Arten von Solar-Warmwasserbereiter. Erfahren Sie, wie eine passive Solaranlage kann einfach sein zu konstruieren und reduzieren Sie Ihre Stromrechnung.
Wie ein Passive Solarwarmwasserbereiter bauen
Für die Do-it-Bastler ein kostengünstiges, einfach zu bauen Solar-Wasserheizungssystem, die Integral passive Solaranlage suchen (IPSWH, ausgesprochen ips-wah) ist ein Traum wahr worden. Alles was Sie brauchen diese down-to-earth bauen Wasser wärmer ist eine weggeworfene elektrische Wassererhitzertank, ein hausgemachtes isolierten Sperrholz-Box den Tank, ein Blatt oder zwei verwendeten Fensterglas oder durchsichtigen Kunststoff, ein paar gemeinsame Sanitärarmaturen Haus, einige Rohr und ein wenig Isolierung. Fügen Sie ein paar befriedigenden Stunden zu messen, zu denken, Sägen, Hammer, Male und Schraubenschlüssel-Drehen, und Sie werden eine kontinuierliche Versorgung mit heißem Wasser, sofern praktisch frei von Kosten durch diesen freundlichen Ofen in dem Himmel (den einzigen sicheren Kernreaktor 93 Million Meilen entfernt).
Solar-Warmwasserbereiter: Fünf Hot Ones
Nun, da Sie die Grundlagen kennen, lassen Sie sich bei fünf der vielen Arten von Batch-Heizungen in Gebrauch heute einen Blick darauf werfen.
Die Solardusche ist wirklich eine kleine Batch-Heizung, ein klassisches Design klar und schwarzen Kunststoff mit auf eine tragbare und überraschend effektive Solaranlage zu machen. Wasser wird in dem Beutel gelegt und dann festgelegt mit der klaren Seite der Sonne zugewandt. Innerhalb einer Stunde beginnt das Wasser zu erwärmen, auf noch einen kühlen Tag eine herrliche Dusche erzielt, wenn die Sonne hell ist. Ich habe diese seit Jahren beim Camping eingesetzt und bin immer beeindruckt, wie gut sie arbeiten.
Die Single-Tank Batch Heizung wird oft eine „breadbox“ Heizung genannt, weil einige von ihnen viel wie ein überdimensional altmodisch breadbox aussehen. Insgesamt ist es wahrscheinlich die wirtschaftlichste, am wenigsten kompliziert die Dauer Batch-Heizungen zu bauen, erfordern nur leicht erworben Materialien und Grundkonstruktion Fähigkeiten. Für die „Econo-Modell“ breadbox eine geborgene elektrische Standard Wassererhitzertank wird in einem isolierten Sperrholzkiste oder eine alten Kühl- oder Gefrierschale untergebracht. Verglasungsmaterial (üblicherweise Glas, Glasfasern oder hochtemperaturfesten Kunststoff geformt) den Kasten.
Ankommende Wasser in den breadbox nahe dem Boden des Tanks und sonnenwarmes Wasser aus nahe der Spitze gezogen und auf die Backup-Einheit im Hause weitergeleitet. Ein horizontal ausgerichteter breadbox ist einfacher zu bauen und weniger sichtbar ist als ein vertikaler, aber der Tank Neigen erhöht die Schichtung des Wassers und verbessert den Sonnenwinkel, in höheren Temperaturen resultiert.
Die vertikale Drei-Tank-Heizung batch ist ähnlich, aber erhöht die Leistung mit mehr Speicher und Kollektorfläche. Für den Dreitanker sind drei Wassertanks Heizkern in einem großen, gut isolierten Kaste eingeschlossen. Verglasungsmaterial erstreckt sich der nach Süden gerichteten Seite und der Oberseite der Box. Ein isolierter Deckel oder Roll-Down Abdeckung könnte Wärmeschutz zu verbessern, werden installiert, aber ich fand es nie notwendig. Die drei Tanks in Reihe verrohrt, mit dem zentralen (daher am besten isoliert) Tank als Endstufe dienenden, bevor das erwärmte Wasser abgeführt wird.
Die größere Sammelfläche, eine verbesserte thermische Schichtung, die durch die Kippstellung und die Serie hookup eine bessere Erwärmung als die kleinere, horizontal, Eintank- breadbox. Um die Effizienz der Drei-Tank-Heizung zu testen, habe ich installiert und überwachte eine für ein ganzes Jahr bei mir zu Hause in Nord-Zentral-Kalifornien und fand, dass es ein beeindruckenden 70 Prozent meiner Familie Warmwasser versorgt!
Wie Batch-Warmwasserbereiter Arbeit
Ein paar grundlegenden Prinzipien und Überlegungen gelten für die Planung, Installation, Nutzung und Wartung von Batch-Heizungen. IPSWHs werden Batch-Heizungen genannt, weil das Herz des Systems das „Batch“ von Wasser im Tank gespeichert (s). Der grundlegende batch Erhitzer Entwurf wird auf einem Tank oder eine Reihe von Rohren mit großen Durchmesser oder Tanks basiert. Der Tank ist mattschwarz lackiert oder mit einer selektiven Oberfläche beschichtet, dass sie leicht und überträgt Sonnenwärme absorbiert innen nach Wasser gelagert. Um Wärmesammel zu erhöhen und den Wärmeverlust zu reduzieren, wird der Tank in einem isolierten Kasten auf der nach Süden gerichteten Seite oder von oben mit einem Verglasungsmaterial bedeckt umschlossen.
In der Standard-batch-Heizung, tritt kaltes Wasser den Solarsammeltank durch einen Seiteneinlass nahe dem Boden oder durch ein „Tauchrohr“, das am oberen Ende und entlädt kalte Wasser nahe dem Boden gelangt. Das erwärmte Wasser tritt durch einen Auslaß in der Nähe der Spitze, wo das Wasser wärmsten ist, bewegt sich dann zu einem Backup konventionellen Erhitzer (angetrieben durch Gas, Elektrizität oder Holz), wo es den ganzen Weg auf die gewünschte Temperatur erhitzt wird. Batch-Heizungen verwenden Wasserlinie Druck für den Umlauf, die Notwendigkeit für teure Pumpen und Steuerungen zu beseitigen. Während der Sommermonate, oder wo es warm und sonnig das ganze Jahr über, kann der Backup-Heater oft ausgeschaltet und umgangen werden, mit dem Batch-Heizung alle Warmwasser Bedürfnisse. In Davis, Calif. Meine drei Tankheizspirale alle heißes Wasser für neun Monate.
Die relativ niedrige Temperatur des Sammlers minimiert Expansion und Kontraktion der Komponenten und reduziert Verschleiß. Die Masse des Wassers im System hilft es Frost und extreme hohe Temperaturen zu schützen, die Materialien schädigen kann, die lange Lebensdauer des Systems führt. Forschung in Europa schlägt vor, dass bis zu 20 Prozent des Wassers im Kollektor ohne Beschädigung der Behälter einfrieren kann, aber im Kopf behalten Rohre sind immer noch gefährdet, wenn nicht geschützt oder abgelassen.
Die 6 Gebote Passive Solar-Warmwasserbereiter
Wenn Sie Ihre Heizung Spezifikationen und die Installation dieser sechs Gebote folgen, wird es funktionieren bewundernswert und günstigem Solarwärmtes Wasser liefern, unabhängig davon, welche spezifischen Design Sie wählen.
1. Suchen Sie Ihre Heizung für maximale Sonneneinstrahlung. Finden Sie eine sonnige, nach Süden ausgerichteten Lage, vorzugsweise in der Nähe des Backup-Heater Rohrabstand zu minimieren. Sie könnten einige Rechen tun müssen, um Ihren Solarkollektor sicher zu sein, wird die Sonne ausgesetzt werden, wenn Sie heißes Wasser wollen, aber die Platzierung und Ausrichtung sind die einzelne wichtigsten Überlegungen. Denken Sie daran, die Sonne hoch im Sommer, im Winter niedrig. Spezifische optimale Winkel für Ihren Standort während eines Monats des Jahres finden Sie hier. (Klicken Sie auf „Data Services“, dann wählen Sie „Höhe und Azimut der Sonne oder Mond während eines Tages.“)
3. Stellen Sie sicher, dass Ihr System Wärme behalten. Es gibt eine Reihe von Optionen für die Verglasung der Oberseite und der Südwand des Geräts, einschließlich Ein- und doppelt verglaste Glas oder Fiberglas und Kunststoff für längere Sonneneinstrahlung konzipiert. In den meisten Fällen sollten Sie zwei Schichten aus dem gewählten Verglasungsmaterial mit einem Luftraum nutzen zwischen maximalen Wärmeschutz bereitzustellen. Glas ist in der Regel eine geeignete Verglasung für inhaber gebaut Heizungen, es sei denn, Sie schweren Hagel bekommen. Twin-Wand Polycarbonat ist eine schwierige Alternative. Achten Sie darauf, die Verglasung sorgfältig zu blinken Lecks zu vermeiden und abdichten und verschließen die Scheiben Kondensation zu vermeiden, die Energieerfassung begrenzen.
4. Größe entsprechend Ihrer Heizung. Um die Größe, die Sie benötigen, warten Sie etwa 30 Liter warmes Wasser pro Person im Haushalt zu bestimmen (eine Erhaltung gesinnten Familie könnte mit nur 10 Liter pro Person erhalten, indem). Je nach Umgebung und Verglasung, werden Sie wollen für 1 bis 2,5 Liter Wasser pro Quadratfuß Verglasung als allgemeines Verhältnis für eine gute Heizung planen. Ein kleineres Wasser-zu-Verglasung Verhältnis beschleunigt Wärmegewinn erheblich, kann aber das Einfrieren Risiko erhöhen. Wenn Sie das Ideal nicht gerecht werden können, nicht den Mut verlieren. Ein kleineres System wird nach wie vor wirtschaftliche solare Wasser-Vorwärmung und nicht erneuerbare Energie und Geld sparen. Batch-Systeme mit relativ kleinen Tanks und einfachen Gehäuse sind weit verbreitet, und viele sind immer noch gut nach 30 Jahren zu tun, lange nachdem die meisten der komplexeren Systemen verschwunden sind.
5. Machen Sie eine effiziente, gefrierbeständige Verbindung zum Backup-System. Minimieren Rohrleitungen und isolieren das Rohr sorgfältig Schaum oder Fiberglas-Isolierung mit Aluminium Ummantelungen verwendet. Baut sie dauern - wenn Sie nur Schaum verwenden wird es brechen in ein paar Jahren. Er kann bei 12 Grad bis zu 72 Stunden dauern, eine exponierte Wassererhitzertank einzufrieren, aber Rohre sind viel anfälliger. In einem kurzen Einfrieren können Sie das heiße Wasser auf etwas verlassen, die Rohre zu halten vor dem Einfrieren. In sehr kalten Winterklima, abtropfen lassen den Auffangbehälter und Rohrleitungen im Herbst.
Richten Sie das System, so dass Sie die Backup-Heater ausschalten und Solar-Warmwasser direkt an die Nutzer ausführen, und so können Sie das Solar-Wasser-System umgehen, wenn Sie es ablaufen soll, und schalten Sie es im Winter nach unten. Stellen Sie sicher, dass die Verbindungen bauen Code zugelassen. Nach dem Sanitär-Finishing-System, bluten die Luft aus dem Tank durch die Verschlussschraube an der Oberseite des Tanks, bis das System mit Wasser gefüllt ist.
6. Bauen Sie Ihr System zu halten. Verwenden Sie die besten Materialien, die Sie sich leisten oder schnorren kann, und die richtige Pflege in der Konstruktion des Geräts. Es sollte für 20 bis 30 Jahre arbeiten, so dass es lohnt sich richtig zu machen. Seien Sie sicher: Stellen Sie sicher, dass die Tankstützen stark genug sind, um die Last tragen sie tragen werden, und etwas Hilfe mit Panzern sicher zu bewegen. Wenn Sie eine hohe Leistung Heizung bauen, sollten Sie ein Anlassventil in der Nähe des Backup-Heater hinzugefügt, so dass niemand in einer Dusche verbrüht wird.
Wenn Sie verzinkte Behälter und Armaturen mit Kupferrohren verwenden, stellen Sie sicher, dass die beiden Metalle durch geeignete nichtleitend getrennt sind, dielektrische Armaturen zu einer beschleunigten Korrosion zu verhindern. Ich habe viel Glück mit Kupferrohr, Kunststoff-Dielektrikum-Verbindungen hat und verzinkte Beschläge auf meinen Tanks.
Die Solarwärme geht weiter
Der einzige Nachteil von Batch-Heizungen niedriger frühen Morgen Temperaturen als Folge der nächtlichen Wärmeverlust - kein Problem für Leute, die duschen mögen, bevor sie zu Bett gehen, aber eine verstärkte „wake-up“ Faktor für diejenigen, die am frühen Morgen duschen .
Neuere Forschungen haben gezeigt, dass wir nachts Abkühlphase auf verschiedene Weise reduzieren. Die effektivste Strategie ist eine Reihe von isolierten Deckel, die während des Tages in der Nacht und angehoben wird, mit reflektierenden Unterseiten geschlossen sind, die direkte und zusätzliche Sonnenenergie in den Tanks fangen. Aber dies kann schwierig sein, zu betreiben, wenn das System auf dem Boden montiert ist. Automatische Deckel könnte auch thermische Heber häufig verwendet, um Entlüftungs Gewächshäuser hergestellt werden. Wenn ein Deckel möglich ist, ist es eine gute Idee: Es ist einfach, einen isolierter Klappdeckel dient doppelte Aufgabe als Reflektor zu machen, wenn es um seine Tagesposition angehoben ist, und damit die Effizienz verbessern. Reflektoren kann die Saison in den Herbst hinein erstrecken und ermöglicht es früher im Frühling zu starten.
Eine einfachere Methode den Wärmeverlust zu minimieren beruht auf einer hochmodernen, spezielle selektive Oberflächenbeschichtung, wie Thurmalox Farbe. Eine Dose Sprühfarbe ausreichend zu beschichten 50 Quadratmeter kostet weniger als $ 20.
Passen Sie Ihre Backup-Heater
Vernachlässigen Sie Ihren herkömmlichen Backup-Heater kann in unnötig hohem Wasser Heizkosten, trotz der Solarheizung zur Folge haben! Vier gemeinsame Formen der Vernachlässigung isolierend sind unzureichend den Raum, in dem der konventionellen Warmwasserbereiter untergebracht ist; andernfalls der Tank ausreichend (preiswerte und leicht zu installierende „Thermodecken“ in wenigen Minuten kann hinzugefügt werden) zu isolieren; eine unnötig hohe Temperatureinstellung beibehalten (manchmal der Fehler eines schlechten Thermostat); und Ermöglichen Sediment auf dem Boden des Behälters aufzubauen, isolierende das Wasser von der Wärmequelle (Drain Sediment aus dem Tank einmal pro Jahr).
Überprüfen Sie Ihre Backup-Heater, wenn Sie Ihre Solarheizung installieren. In der Tat, auch wenn Sie Ihre Solaranlage nur ein Traum im Moment ist, macht es eine gute Energie Sinn tune up jetzt Ihre herkömmlichen Warmwasserbereiter. Wenn es das Ende seiner Lebensdauer erreicht, sollten Sie es mit einem Blitz oder „on demand“ Wasserheizung ersetzt, das Wasser erwärmt nur, wenn es gewünscht wird. Die Verbraucher in den europäischen Ländern längst erkannt, dass es nicht sinnvoll heiß während Stunden zu halten 30 oder 60 Liter Wasser macht, wenn niemand sie braucht.
Solarenergie: Die Convenient Wasser Heizung Lösung
Passive solare Wasser-Heizungen sind kostengünstig in einer breiten Palette von Klimazonen, sondern sind am einfachsten in warmen Klimazonen zu errichten und zu betreiben. Diese Technologie bietet dem energiebewussten do-it-Bastler eine attraktive Alternative zu teuren Warmwasser und konventionelle Energieabhängigkeit.
Eine der besten Möglichkeiten, um mit einer Gruppe von Freunden zu beginnen. Erstellen Sie eine Reihe von Warmwasserbereitern zusammen und es ist ein Spaß-Projekt machen, teilt Arbeit und Know-how. Jemand wird die Sanitär-Werkzeuge und Fähigkeiten; jemand anderes, die Zimmerei Fähigkeiten und Werkzeuge. Der kombinierte guter Sinn für die Gruppe wird den Job schnell und sicher erledigt.
Wenn Sie nicht ein Do-it-Bastler sind, gibt es zahlreiche effektive kommerzielle Solar-Warmwasseranlagen für nahezu jeden Ort der Welt (für weitere Informationen klicken Sie hier.) In kälteren Gebieten, ein Thermosyphon-System ist oft eine gute Wahl . Frostschutz flüssige Gefrierschutzmittel mit Wärmetauschern handeln kann, Drain-back oder anderen Systemen, um Frostschäden zu vermeiden. Viele Produkte nun Vakuumröhrenkollektoren nutzen das Wasser zu erhitzen, das dann einer steigt in gut isolierten Speicher.
Natürlich, man muss auf mein Wort nicht nehmen. Schauen Sie sich um, lesen Sie sich um, sich umschaut, und - am wichtigsten - bauen für sich selbst. Ich denke, Sie werden zu dem gleichen Schluss kommen ich vor Jahren tat den integralen passive solare Wasser-Heizungen bieten die wirtschaftlich, effizient, down-to-earth Verfahren zur Wassererwärmung unter der Sonne.
Modest Anfang, Hot Ergebnisse
Die Prinzipien, die in modernen Batch-Heizungen sind die gleichen wie die erste solare Warmwasserbereitung angewandt mehr als 100 Jahren. Räuber Roost, Butch Cassidy 1880s Schlupf in Utah, enthält Berichten zufolge noch die Reste einer passiven Solaranlage: eine große Schwarz kann mit Wasser gefüllt und in die Sonne gestellt. Die erste kommerzielle Solaranlage 1891 von Clarence Kemp, patentierte, vier zylindrische Wassertanks in einem Kieferkasten abgedeckt mit Einscheibensicherheitsglas Glas untergebracht verwendet. Im Jahr 1900 wurden mehr als 1.600 dieser Einheiten waren im Einsatz in den Vereinigten Staaten. Im Jahr 1898, Frank Walker, von Pasadena, Calif. Ein Patent auf ein verbessertes Design angewendet. Walker Modell wurde in das Dach versenkt, statt ausgesetzt oben auf das Dach wie Kemps Heizungen. Die Walker-Einheit auch Verbindungen zu einem Holzofen mit einem Wasser-Heizung Tank für Nachheizung, die direkten Vorläufer der heutigen häufigstenen Batch Heizung Anwendung integriert: ein Solar Vorwärmer eine in Standard-Wasser-Heizung im Hause Fütterung.
So erfolgreich diese frühen Heizungen waren, verschwanden sie nach und nach, wie Öl, Strom und Erdgas zur Verfügung steht. Diese neuen, scheinbar billige Energiequellen gebracht hohen Kosten der Umweltschäden, die menschliche Gesundheit, die globale Erwärmung und Lebensraum Schaden - aber diese Kosten waren und noch sind, ignoriert.
Glücklicherweise brachten diese neuen Entwicklungen im Energiebereich nicht Solar-Wasserheizungs Forschung auf insgesamt Stillstand. An der Universität von Kalifornien. Davis, 1936, getestet F. A. Brooks mehr Erhitzer entwickelt und demonstriert, dass Tank-Typ Solarerhitzer Wassertemperaturen von über 120 Grad erzeugen konnte. Er entdeckte auch, dass aufrechte Tanks auf einer schiefen Ebene angeordnet geliefert wärmeres Wasser als horizontale Einheiten. Brooks festgestellt, dass Batch-Heizungen Warmwasser auf Kosten konsequent unter den flachen Platte Solaranlagen produzieren könnten.