Sörkollektor készítése házilag

Szeretne igazán olcsón fűteni, és egy kis barkácsolástól sem riad vissza? Készítsen sörkollektort házilag, ismerje meg a legolcsóbb levegős napkollektor elkészítésének módját és működését. Sörkollektor készítésével nem csupán egy tesztelhető eszközt készíthet, hanem valóban fűtésre is alkalmas, rendkívül hatékony sörösdoboz napkollektor birtokába juthat.

A légkollektor a legegyszerűbb típusa a napkollektoroknak. Az egyszerű szerkezeti kialakítás teszi lehetővé, hogy egy valóban használható légkollektor házilag is elkészíthető legyen. A légkollektor rendkívüli előnye abban rejlik, hogy a kollektor által megtermelt hőt nem folyadék, hanem egyszerűen levegő továbbítja a felhasználás helyére, ami számos meghibásodási lehetőséget azonnal kizár. A légkollektorok nem tartalmaznak sérülékeny vákuum csöveket, nem fenyegeti őket fagyás veszélye, ezért tartósabbak és rendkívül megbízhatóak. Megfelelő kialakítás mellett pedig még vízmelegítésre is használhatóak, ami igen kedvezően hat a hatékonyságukra, hiszen ilyen kialakítás mellett nyáron is hasznosítható a légkollektor által megtermelt hőenergia.

Koncepció – hogyan működik a sörösdoboz napkollektor?

A sörkollektor az üvegházhatás jelenségét használja energiatermelésre. A sörösdoboz napkollektor egy zárt doboz, amelyet egyik oldalán átlátszó polikarbonát lemez, vagy üveg borít. Az átlátszó oldalon a napsugarak bejuthatnak a sörkollektor belsejébe, ahol a feketére festett sörösdobozok – hasonlóan egy bezárt gépkocsi belsejéhez – erősen felmelegszenek a tűző napsütés hatására. A napsugárzás lényegében a sörkollektor belsejében elhelyezett, feketére festett sörösdobozok felületén alakul át hőenergiává. Az így létrejövő hőenergia pedig felmelegíti a sörösdobozokban áramló levegőt.
A sörkollektor működtetéséhez nincs szükség másra mint egy ventilátorra, ami a sörösdoboz csövekben folyamatosan áramoltatja a levegőt, és biztosítja a hideg levegő utánpótlását.

Miért éppen sörösdoboz?

A sörösdoboz napkollektor működésének lényege, hogy a levegő lassan, hosszú járatokon keresztül áramolva melegszik fel a kollektorban. Ezeket a járatokat, vagy csöveket célszerű valamilyen jó hővezető képességű anyagból készíteni, hogy minél hatékonyabban játszódhasson le a hőátadás. Ilyen anyag például az alumínium, ami a sörösdobozok alapanyaga is. A sörösdobozokat úgy gyártják, hogy egymás tetejére állíthatóak legyenek. Ennek a kialakításnak a szállítás és tárolás során van jelentősége. Mivel a sörösdobozok alja és teteje pontosan egymásba illeszkedik, egy kis ragasztó segítségével nagyon könnyen hosszú csöveket készíthetünk belőle.

A sörösdobozok 0.15 – 0.2 mm vastagságú alumínium lemezből készülnek, ami vékonyságának és anyagának köszönhetően rendkívül jó hővezető. Ezen kívül a vékony falvastagság ellenére az alsó és felső kiképzésének köszönhetően a dobozok rendkívül erősek is, tehát a hőátadás szempontjából igen hatékony, de tartós szerkezet építhető belőlük.

További előnye a sörösdobozoknak, hogy hengeres kialakításuknak köszönhetően a passzív napkövetés tulajdonságával is rendelkeznek,pontosan úgy, mint a vákuumcsöves napkollektorok. Ez azt jelenti, hogy nem csak a nap egy időpillanatában esnek rájuk merőlegesen a napsugarak, hanem folyamatosan, több órán keresztül mindaddig, amíg az egymás mellett álló dobozok ki nem takarják egymást. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően keresve sem találhatnánk a sörösdoboznál jobb alapanyagot egy sörkollektor házilag történő elkészítéséhez.

Sörkollektor készítése, avagy sörösdoboz napkollektor építése

A megépítésre kerülő sörösdoboz napkollektor adatai:

  • befoglaló mérete 240×126 cm
  • 234 db sörösdobozt tartalmaz
  • melyeknek síkra vetített összfelülete 2.55 m2
  • a sörösdobozok hengeres felületének köszönhetően a teljes hőelnyelő felület kb. 3.6m2

Általánosságban elmondható, hogy 1m2 sörkollektor 10 m2 alapterületű lakótér fűtésére alkalmas. Elképzeléseink szerint tehát a házilag megépítésre kerülő sörösdoboz napkollektor ideális körülmények között egy 40 m2-es lakás fűtését is képes lenne kielégíteni.

A megépítendő sörösdoboz napkollektor kétkörös rendszerű, ami azt jelenti, hogy a hideg és meleg levegő be- és kivezetési pontja is a sörkollektor alján található. A kollektor alul és felül is légcsatornákat tartalmaz, amelyek a levegőt a megfelelő irányba terelik. A hideg levegő alul lép be a sörkollektorba, majd felfelé haladva eléri a felső légcsatornát. Ebben irányt változtatva átkerül a kollektor bal oldalára, ahol a csövekben tovább melegedve lefelé halad, és az alsó, osztott légcsatornán keresztül távozik a sörkollektorból az épület belsejébe.

Mielőtt nekikezdünk a sörkollektor építésnek, készítsünk vázlatokat és terveket, ha kell számoljuk át többször is a méreteket, nehogy valamit többször kelljen elkészítenünk.

Figyelem! Olvassa el az alábbi leírást és csak saját felelősségére, kizárólag abban az esetben végezze el az utasításokat, amennyiben megvan a megfelelő képessége az alábbi napkollektor sörösdobozból történő építéséhez. A folyamat során fordítson különös figyelmet a munkavédelmi előírások betartására!

Sörkollektor fűtőcsövek készítése

Az alumínium sörösdobozból készített fűtőcsövek alkotják a sörkollektor lelkét, így ezeket igen körültekintően, aprólékos munkával kell elkészíteni. Nagyon fontos, hogy a csövek egyenlő hosszúságúak és légmentesen zártak legyenek.

  1. Gyűjtsön össze legalább 234 db sérülésmentes sörösdobozt. Bizonyos szempontból ez a legszórakoztatóbb része a sörösdoboz napkollektor megépítésének…
  2. Fúrja ki a sörösdobozok homorú alját egy 44 mm-es lyukfúróval. Egyszerű kézi fúróval is elvégezhető a feladat, de érdemes állványos fúrót használni, és biztosítani a sörösdobozt az elfordulás ellen, mert a kézzel rögzített doboz nagyon könnyen sérülés okozhat.
  3. Rögzítsen az állványos fúró talapzatára egy másik, 51 mm-es lyukfúrót, ami stabilan rögzíti a sörösdobozt fúrás közben.
  4. Vágjuk ki a sörösdobozok tetejét is. Ehhez nem kell a fúrót használni, elég egy lemezvágó ollóval kiszélesíteni a már egyébként is meglévő nyílást. A művelet előtt távolítsuk el a dobozokról a nyitó fület, ha még rajtuk van.
  5. A doboz tetején megmaradó lemezdarabokat hajlítgassuk el tetszőlegesen össze-vissza. Erre azért van szükség, hogy a sörösdoboz napkollektor csöveiben áramló levegő turbulens áramlású legyen, ugyanis a turbulens áramlás végső soron javítja a dobozok hőátadó képességét.
  6. A sörösdoboz napkollektor 18 db csövet fog tartalmazni, ezek mindegyikéhez szükség van egy olyan dobozra, aminek a teteje is teljesen ki van vágva. Ezek lesznek a csövek felső végén. A szükséges 18 db doboz tetejét egy 51 mm-es lyukfúróval vághatjuk ki tökéletesen.
  7. A kivágás után mossuk ki a sörösdobozokat, mert a dobozokban lévő zsír és sör maradék a hő hatására igen kellemetlen szagot áraszthat. Tehát ha azt akarjuk, hogy a sörkollektorból friss, tiszta meleg levegő áramoljon a lakásunkba, érdemes körültekintően eljárni a mosogatás során.
  8. A mosás után következik a sörösdobozok ragasztása, a már említett 18 db cső elkészítése. A csövek egyenként 13 db sörösdobozból kell álljanak, és a csövek tetején kell elhelyeznünk a már korábban legyártott felül is teljesen kivágott dobozokat.
  9. Ahhoz hogy a dobozok tökéletesen összeragadjanak és a csövek egyenesek legyenek, célszerű egy rögzített ‘L’ acélprofilt használni, ami egyenesen tartja a sörösdobozokat. A profil végére tegyünk egy ütközőt, hogy a profil mentén se mozduljanak el a dobozok.
  10. Ha igazán biztosra akarunk menni, a dobozokat érdemes egy-egy gumiszalaggal is rögzíteni. Ebben az esetben biztosan tökéletesen egyenes és légmentesen záródó csöveket készíthetünk.
  11. A ragasztáshoz használjunk adhezív, hőálló szilikon ragasztót. A ragasztó hőállósága legalább -25°C és +120°C felett legyen, hogy kibírja a kemény fagyokat és a forró nyári napokat is.
  12. A ragasztóval vastagon kenjük be a dobozok tetejének belső peremét. A tökéletes ragasztás érdekében érdemes a felületet előzetesen smirglivel érdesíteni és alkohollal zsírtalanítani.
  13. A ragasztóval bekent dobozokat illesszük egymás mellé, és rögzítsük őket a gumiszalagokkal. Még nem kell összenyomni az egyes dobozokat.
  14. Amint az összes doboz egymás mögé került, összenyomhatjuk őket. Erre a legjobb ha valamilyen menetes szerkezetet szerkesztünk. Ha ilyen módon nyomjuk össze a dobozokat, garantált a tökéletes, egyforma ragasztás minden illesztésnél.
  15. Várjuk meg, amíg a ragasztó szárad, majd gyártsuk le a további sörkollektor csöveket is ugyanúgy, ahogy az elsőt elkészítettük.

A keret elkészítése

  1. A keret befoglaló méretei 2400 x 1265 mm, ami 22 mm vastag fűrészáruból készült. Az oldalfalak 120 mm magasak, alul és felül pedig ívelt oldalfalak találhatók, melyeknek maximális magassága 170 mm. Az ívelt kialakításra nem feltétlenül van szükség. A doboz hátulja 12 mm vastag rétegelt lemez.
  2. Ívelt kialakítás esetén a keret oldalfalait célszerű az ívelt alsó és hátsó falhoz igazítani a jobb szigetelés érdekében. Fontos ugyanis, hogy a plexi lehetőleg légmentesen illeszkedjen a dobozra. Hiszen ahol lyukak vannak a dobozon, ott könnyen távozhat a meleg levegő, ami a hatékonyságot rontja.
  3. A keret sarkait célszerű sarokpátokkal megerősíteni.
  4. Fessük le a keretet kívülről fehérre valamilyen kültéri, időjárásálló festékkel.
  5. Ha a festék megszáradt, szereljünk fel a sörkollektor falra erősítéséhez szükséges konzolokat, és ezeket is fessük le.
  6. Készítsünk egy kisebb ajtót, amit a külső levegő beömlő nyílására fogunk felszerelni. Ez teszi lehetővé, hogy megválasszuk honnan kapja a hideg levegőt a sörkollektor. Célszerű az ajtó nyílását szúnyoghálóval borítani, hogy rovarok vagy szemét ne tudjon bejutni a sörkollektorba.

Alső és felső légcsatornák kialakítása

A sörkollektor házilag történő elkészítése során az alsó és felső légcsatornák megépítése követeli a legkörültekintőbb munkát. Nagyon fontos előre tervet készíteni, és pontosan lemérni a már elkészített csövek hosszát, hogy azok pontosan illeszkedjenek az alsó és felső légcsatornák furataiba. 
A légcsatornák elkészíthetők fémlemezből, vagy rétegelt lemezből is. Jelen esetben 1mm vastag alumínium lemezzel borított 22 mm vastag rétegelt lemezből kerülnek kialakításra. Mivel a felső légcsatornán a teljes levegő mennyisége áthalad, ezt némiképp szélesebbre terveztük, mint az alsó légcsatornát, ami ketté van osztva a hideg és meleg levegő ki/be vezetésének céljából.

  1. A felső légcsatornát készítjük el először, ami tulajdonképpen egy zárt doboz, egyik oldalán 18 db furattal, amibe a fűtőcsövek csatlakoznak. A légcsatornák kialakítása során nem feltétlenül szükséges a keretbe egy újabb zárt dobozt építeni, de jelen esetben a légcsatornák falai és a keret falai közé szigetelést fogunk elhelyezni, ami növeli a sörkollektor hatékonyságát.
  2. Először a doboz hátoldalát és alját készítsük el. A szigetelést a távtartó lapok közötti résekbe fogjuk elhelyezni.
  3. A légcsatorna fűtőcsövekhez csatlakozó oldalára készítsünk 18db furatot 54mm-es lyukfúróval, egymástól pontosan 66mm távolságra. Ezekbe a furatokba fog illeszkedni a fűtőcsövek felső vége.
  4. Illesszük össze a felső légcsatorna elemeit, majd készítsük el a doboz tetejét is, de még ne szereljük össze az elemeket!
  5. Kívülről szigeteljük körbe a légutat valamilyen gyapot szigeteléssel, belül pedig az illesztéseket kenjük ki hőálló szilikonnal.
  6. Később a fűtőcsövek alá is szigetelés kerül, ezért a csövek magasabban helyezkednek el a keretben, nem érintkeznek annak az aljával. Annak érdekében, hogy a csövek stabilan a helyükön maradjanak, a légcsatornáknál és a keret középén helyezzünk el alátámasztásokat. Ezek a később beszerelendő hátső szigetelés tömörödését is megakadályozzák, ami gyapot szigetelés esetén hajlamos lecsúszni a függőlegesen felszerelt sörkollektorban.
  7. Az alsó légcsatorna elkészítése azonos módon történik a felsőével, néhány fontos különbséggel: az alsót két félre kell osztani. Az egyik oldalon jön be a hideg levegő, ami érkezhet az épület belsejéből, vagy enyhébb időben a környezetből is, a másik oldalon pedig a meleg levegő távozik a sörkollektorból.
  8. A hideg oldalon két nyílás került kialakításra. A keret hátoldalán egy négyzetes nyílás – amin keresztül az épületből -, és a keret alján 5 db furat – amin keresztül pedig a szabadból – érkezhet a hideg levegő. A külső beömlő nyílás zárható lesz, hogy szabályozható legyen honnan érkezik a levegő a sörkollektorba.
  9. Készítsük el az alsó légcsatornát a ki- és bevezető nyílásokkal és a légcsatornát kettéosztó középső fallal. Az illesztéseket hőálló szilikonnak szigeteljük.
  10. Készítsük el az alsó légcsatorna homlokfalát is a csövek csatlakozását lehetővé tevő 18 db furattal. A furatokat most is 54 mm-es lyukfúróval készítsük.
  11. Az alsó légcsatorna furataiba a dobozok alját kell pontosan beilleszteni. A tökéletes illesztés érdekében fúrjuk ki 18 db doboz tetejét és vágjuk le a felső karimáját maximum 1cm-es magasságban.
  12. A levágott karimák tökéletesen illeszkednek a fűtőcsövek végén elhelyezkedő dobozok aljához. Ezeket a karimákat fogjuk használni a tökéletes illesztés eléréséhez.
  13. Helyezzük a levágott karimákat a furatokba, úgy hogy a karimák teteje éppen annyira kilógjon a lemez síkjából, hogy a fűtőcsövek alja rá tudjon csatlakozni. A karimákat ragasztóval rögzítsük. Az így elkészült lemezt illesszük a helyére, de még ne rögzítsük fixen!
  14. Illesszük össze az alsó légcsatornát és 3 db fűtőcső ideiglenes beillesztésével ellenőrizzük az illesztéseket, távolságokat. Ha valami nem stimmel, ekkor még javíthatjuk.
  15. Ha az illesztések megfelelőek, rögzítsük véglegesen a felső légcsatorna homlokfalát (csak a felsőt), melyen a fűtőcsövek furatai vannak. Ekkor lefesthetjük a légcsatornák látható oldalfalait feketére.

Szigetelés, összeszerelés

Ha elkészült a keret, a fűtőcsövek és a légcsatornák is, akkor elkezdhetjük házi sörkollektor végső összeszerelését.

  1. Szigeteljük le a doboz oldalfalait. Jelen esetben alumínium fóliával borított polifoamot használtunk, de más szigetelőanyag is tökéletesen alkalmas lehet.
  2. A keret alját szintén szigetelni kell. Ebben az esetben is használhatunk polifoam-ot, hungarocellt, de a legjobb valamilyen gyapot szigetelést használni. Jelen esetben alumínium fóliával borított gyapot szigetelést alkalmaztunk.
  3. Gyapot szigeteléseknél figyelembe kell venni a tömörödést, és osztólemezekkel több részre osztani a hátfalat. A gyapot szigetelés ugyanis hajlamos a falra szerelés után lefelé tömörödni. Ebből a szempontból az alumínium fóliás gyapot kiválló, mert a fólia nem engedi összeesni a szigetelést.
  4. Illesszük be az összes fűtőcsövet a felső légcsatornába. Emeljük ki az alsó légcsatorna homlokfalát, illesszük bele a fűtőcsövek alsó végét, majd szép lassan engedjük vissza a homlokfalat a dobozba, vigyázva, hogy el ne mozduljanak a csövek az illesztésekből.
  5. Állítsuk az egész szerkezetet az oldalára, így az alsó légcsatorna homlokfalát hátulról csavarokkal rögzíthetjük, hogy ne mozduljon el azután sem, hogy a helyére illesztettük.
  6. A légcsatornák illesztéseit és a fűtőcsövek csatlakozásait belülről szigeteljük hőálló sziloplaszttal.
  7. A boboz közepén a fűtőcsövek fölé szereljünk be egy acél vagy alumínium merevítést. A merevító csőbe a közepétől egyenlő távolságra fúrjunk egy-egy lyukat és vágjunk bele menetet. Erre a polikarbonát borítás felhelyezésénél lesz szükségünk. A menetbe fogjuk becsavarni az állítható távtartó csavarokat.
  8. A doboz hátuljára szereljük fel a meleg és hideg levegő ki- és bevezető csatlakozásait.
  9. Fessük le a fűtőcsöveket matt fekete hőálló festékkel, vagy szolár festékkel, aminek nagyobb a hőelnyelő képessége.
  10. A doboz szélére körbe ragasszunk szigetelő csíkokat. Használhatunk ablakok utólagos szigetelésénél alkalmazott szigetelőcsíkokat.
  11. A merevítő cső menetes furataiba csavarjunk be egy-egy lencsefejű bútorcsavart. Ezek a csavarok fogják az íves polikarbonát lemezt a doboz közepénél alátámasztani, és eltartani a megfelelő ívben.
  12. Helyezzük fel a 4 mm vastag polikarbonát lemezt a doboz tetejére. Fontos, hogy a polikarbonát lemezeknek csak az egyik oldala UV álló, ezzel kifelé kell elhelyezni. A lemezt csavarokkal körben óvatosan rögzítsük. Figyeljünk, nehogy a lemez megrepedjen, elég annyira rögzíteni, hogy alatta a szigetelés szétnyomódjon.
  13. A fa védelme miatt célszerű borítást készíteni a doboz oldalfalaira, amitől nem mellesleg igazán professzionális hatást fog kelteni a sörkollektorunk.
  14. Ha mindennel végeztünk, jöhet a házilag készített sörkollektor felszerelése a házfalra és légcsatorna kivezetések bevezetése a lakás belsejébe. A csatlakozások bekötésénél figyeljünk oda, hogy tökéletesen szigeteljük a kapcsolódási pontokat és a lakótérbe bevezető nyílásokat.

A sörkollektor teljesítménye

Napenergia-mérő készülék híjján pontos hatékonysági számítást nem állt módunkban elvégezni, de egy február közepi napon, viszonylag hideg külső hőmérséklet (-4.2°C) melletti tiszta napsütéses időben, + 55°C-os hőmérséklettű levegő távozott a napkollektorból. Ez pontosan 43°C-os hőmérséklet emelkedést jelent, mivel a kollektor a tesztüzem alatt nem a kültéri levegőt szippantotta be, hanem az épület pincéjéből származó 12°C-os levegőt. A teszt során egy 270 m3/h névleges légszállítású ventilátor hajtotta keresztül a levegőt a sörkollektoron, ami a mérések szerint 170 m3/h óra valós légszállítást eredményezett.
Ezek alapján a sörkollektor teljesítménye elérte a 2.000 watt teljesítményt, ami igen szép eredmény egy 2.5 m2-es napkollektortól.

A megtermelt hőt szigetelt légvezetékeken keresztül eljuttathatjuk a ház bármely pontjára, de hosszú vezetékek esetén számolnunk kell a vezetékek által okozott áramlási hőveszteséggel. 
Amennyiben szeretnénk automatikusan üzemeltetni a sörkollektort, célszerű a ventillátort egy szabályozható termosztátra kötni és ez által vezérelni, de hobbielektronikai rajongók mikrokontroller segítségével ennél komolyabb, a besugárzás függvényében változó légáramú vezérlést is kidolgozhatnak.

Forrás: http://www.brunzell.com/

Vélemény, hozzászólás?