Napkollektor sörösdobozokból

Mindenek előtt javaslom, Kedves Olvasó, hogy nézd meg ezt az oldalt:

Az itt találhatók ösztönöztek arra, hogy próbaképp építsek egy ilyet. Ez egy levegős napkollektoros fűtés-kiegészítő rendszer. Érdekessége, hogy kiürült alumínium sörös- ill. üdítős dobozokból épül fel. Mivel nálunk többségében sörösdobozok fordulnak elő, az elkészült példány csak sörösdobozokból áll. A kollektor a nevét is innen kapta: sörkollektor. Amíg jobb elnevezést nem találunk, így fogom emlegetni.

Az Index.hu>>Fórum >> Életmód >> Házépítés, lakásügyek >> Napenergia?... Napenergia!! topikján részletes beszámolót találsz erről a témáról, az építés körülményeiről.

A kollektor egy fadoboz, melynek előlapja egy átlátszó, 3mm vastag, tömör, víztiszta polikarbonát lemez. Ez tartalmazza a feketére festett abszorbert, amely alumínium sörösdobozokból összeragasztott csövekből áll. A dobozok mögött kőzetgyapotos szigetelés van. Alul egy elosztó, felül egy gyüjtő doboz található, amely 1mm-es alumínium lemezből készült. A fűtendő helyiség levegőjét egy ventilátor egy szűrővel ellátott csövön át befújja a kollektor osztó dobozába. Ebből az osztóból a levegő a sörösdobozból kialakított csövekbe jut, és ha süt a Nap, a csövekben gyorsan felmelegszik a levegő. A felmelegedett levegő pedig a gyűjtődobozból egy csövön keresztül visszaáramlik a helyiségbe. A helyiség levegője és a kollektor csöveiben áramló levegő zárt rendszert képez. Fontos, hogy a szoba levegője ne kerüljön a kollektor dobozába, mert a polikarbonát fedés belülről elporosodhat, elpárásodhat, ami rontja a fényáteresztő képességét. A csövekben a sörösdobozok találkozásánál perdítőelemek vannak beragasztva, hogy az átáramló levegő turbulensen haladva minél több hőt vegyen át a dobozok falától.

Az építés üres dobozok gyűjtésével kezdődött. A dobozokat célszerű minél hamarabb vízzel kiöblíteni (esetleg áztatni), hogy elkerüljük a kellemetlen szagokat. Felhívom a figyelmet, hogy az italosdobozok készülnek alumíniumból és vasból is. Erre véletlenül jöttem rá. Javaslom a csak alumínium dobozok használatát. (Egy kis mágnessel könnyen szétválogathatók, és a tapasztalat szerint alumíniumból van több.)

Amikor kellő számú doboz összejött a dobozokat ki kell fúrni. Célszerű az 1. képen bemutatotthoz hasonló körkiszúró szerszámmal, egy szabályozható fordulatszámú kézifúrógép segítségével (2. kép) alacsony fordulaton. A kiszúró 44 mm átmérőjű, ez jó alulra is, felülre is. Ez a szerszám fára ajánlott, de minden gond nélkül kb. 600 kiszúrást elvégeztem élezés nélkül. Egy megvezető fúróhegy is tartozik a szerszámhoz, de erre itt most nincs szükség.

1.kép	2.kép	3.kép

Felhívom a figyelmet, hogy a művelet balesetveszélyes ! Mivel a doboz igen vékony falú, könnyen okozhat sérülést.
A körkiszúró használata is nagy figyelmet igényel.

A fúrás biztonságosabbá tehető, ha egy egyszerű megvezető gyűrűt (3. kép) készítünk vagy készíttetünk. Ennek anyaga danamit, esztergályos gépmunkát igényel. A sörösdoboz aljára és tetejére is feltehető, megvezeti (központosítja) a kiszúrót. A fúrót csak a gyűrűbe helyezés után szabad indítani, és ha átszakadt a tető vagy az aljrész, a balesetek elkerülése érdekében csak a teljes leállás után szabad kivenni! A kiszúrásnál nem mindig szakad le az anyag, ennek eltávolítása egy laposfogóval (vagy egy erősebb csipesszel) megoldható.

Ne nyúljunk kézzel a kifúrt dobozba!

A fúrás után a ragasztás az egyik legfontosabb művelet. A ragasztást sziloplaszt-tal végezzük, ennek hőállósága legalább 200 °C legyen. (Létezik 280°C, és 300°C hőtűrésű is.) A ragasztás előtt a felületet zsírtalanítani kell, erre a foltbenzin alkalmas. Ezt a műveletet lehetőleg szabadban, vagy jól szellőzethető helyiségben ecsettel végezzünk.

 Vigyázat!  Ez tűz és robbanásveszélyes! Nyílt láng használata és dohányzás mellőzendő!

Az egyik sörösdoboz tetejébe jól illeszkedik a másik alja. Ha 44mm-es átmérőjű furatot készítünk, a tetőn marad egy kis perem. Erre a részre egyenletesen sziloplasztot juttatunk, és belenyomjuk a másik doboz alját, igy kívülre nem kerül a ragasztóból. A kötési idő után megfelelően rugalmas és egyben tömített is a ragasztás. A 4. kép egy metszet az összeragasztott dobozokról.

4.kép	5.kép

A ragasztáshoz egy sablont kell készíteni, amely két egyenes, megfelelő hosszúságú, kb. 10 cm széles deszkából áll. A deszkákból összeszögelünk egy vályút, amely biztosítja, hogy a csövek egyenesek legyenek. A ragasztó megkötéséig ebben maradnak a csövek. A dobozokat nagyméretű befőttes gumival rögzítsük, amit a deszka hátsó oldalába beütött apró szegekre akasztunk.

A perdítőelemek a sörösdobozok oldalából nyert lemezből készülnek. Ezek feladata, hogy a csőben turbulens áramlást hozzanak létre, így az áramló levegő több hőt von el a felmelegedett dobozfaltól. Egyszerűen egy vékony hegyű alkoholos filctollal előrajzoljuk, papírvágó ollóval kivágjuk, majd egy laposfogó segítségével meghajtogatjuk (5. és 7. képek). A perdítőelemeket le kell gyártani a ragasztás előtt. A csövek ragasztásának folyamatát a 6. - 10. képek mutatják. Az összeragasztott dobozok csövet alkotnak, a 11. képen látható az elkészült cső, ami a sablonban marad a sziloplaszt kötéséig.

6.kép	7.kép	8.kép	11.kép
	9.kép	10.kép

Az osztó/gyűjtő dobozok 1mm-es alumínium lemezből készültek (12. kép), az éleknél a rések sziloplaszttal lettek tömítve. A dobozok fedelébe 55 mm átmérőjű körkivágás készült állványos fúrón, körkiszúróval. A kifúrt tetők a 13. képen láthatók. Az osztó fedelébe be lett ragasztva az első dobozsor. (14., 15. képek.) A következő, a 16. kép az összeállított abszorbert mutatja az osztó és gyűjtő dobozokkal festés előtt. A ragasztásnál ügyelni kell arra, hogy a sziloplaszt kötési ideje lassú, 20°C-on 65% relatív páratartalom mellett kb. 1,5mm/24 óra !! Az összeragasztott elemeket tehát legalább 24 órát kötni kell hagyni.

13.kép	14.kép	16.kép
12.kép
15.kép

Az abszorber egy fából készült dobozba kerül (17. kép). A doboz hátlapja farostlemez, merevítésként lécekből kazettákat alakítottam ki, ezekbe került a kőzetgyapot szigetelő amit egy vékonyabb farostlemez takar. A 18. képen a behelyezett szigetelő látható, a túlsó rész már burkolva van. A be- és kifúvó lyukakat lécekkel körbe kell venni, hogy ne hulljon ki a szigetelés.

17.kép	18.kép

A fadoboz alapozó favédelmet, majd festést kapott. A négy sarkára laposvasból kialakított felfogó lett felcsavarozva (19. kép). Ezután a dobozt felfogattam a házfal kijelölt helyére. Ehhez a mosdók felerősítéshez használatos 10 mm-es tőcsavarokat használtam. Következhetett a fal átfúrási helyének átjelölése (20. kép). A kollektorba a befúvás alul 100mm-es, a visszafúvás a helyiségbe felül 125 mm-es légtechnikai csővel lett megoldva. A doboz két nyílása átlósan helyezkedik el. A faláttörésbe alul 125mm-es, felül 160mm-es PVC védőcső került, ezek purhabbal lettek rögzítve. A védőcső és a légtechnikai cső közti hézagot szivacsdarabokkal tömítettem.

19.kép	20.kép

Következő lépésként végre a dobozba került a 600°C-ig hőálló festékkel mattfeketére lefújt abszorber, majd a doboz 3mm-es víztiszta, tömör, polikarbonát fedést kapott. A polikarbonát lapot 25x50 mm ALU "L" profillal szorítottam le. A doboz szélére és a leszorítóra nyílászárók tömítésre ajánlott E-profilú "EPDM-gumit" ragasztottam.

A doboz két rövidebb oldala úgy lett kialakítva, hogy a polikarbonát enyhén domború legyen. Erre azért volt szükség, hogy kellő merevséget adjon az egyébként könnyen hajló, lágy lemeznek. A polikarbonát jó fényeresztő képességű, ütésálló, az üvegnél könnyebb anyag.

A 21. képen a behelyezett abszorber látható, még fedés nélkül, de a 22. képen már teljesen kész a kollektor! A 23. és 24. képen pedig már a végleges helyén látható.

23.kép	21.kép	24.kép
	22.kép

A kollektor adatai:

szélesség:	1238	mm
magasság:	2966	mm
a faltól való kiállás maximum:	180	mm
teljes felület:	3,67	m2
a sugárzás szempontjából hasznos felület:	3,5	m2
tömeg:	76	kg
befúvó nyílás névleges átmérője:	100	mm
kifúvó nyílás névleges átmérője:	125	mm
felhasznált alumínium sörösdobozok száma:	270	db
beépített perdítőelemek száma:	252	db
elhelyezés:	függőleges

Költségek:

policarbonát 1240x3050:	24 000	Ft
osztó/gyűjtő anyag+munkadíj:	15 360	Ft
faanyag:	10 489	Ft
festékek:	13 890	Ft
sziloplaszt:	2 796	Ft
faragasztó:	1 190	Ft
kötőelemek:	2 862	Ft
ALU idomok a PC lefogásához:	5 770	Ft
légtechn. cső+csőcsonkok:	1 555	Ft
PVC cső /védőcsőnek:	1 400	Ft
kifúvó rács:	1 590	Ft
hőm. különbség kapcsoló:	3 990	Ft
tömítés (EPDM E-profil):	1 796	Ft
ÖSSZESEN:	86 688	Ft

A méretek megválasztásánál egyrészt az anyagok mérete, másrészt a helyiség magassága volt a meghatározó azon kívül, hogy a lehető legnagyobb méretre törekedtem. Meghatározandó feladat még az alkalmas ventilátor típusa és teljesítménye.

A ventilátor vezérlése

Ennek a rendszernek egy hibája, hogy nem tudja tárolni a hőt. Csak akkor fűt, ha süt a Nap, a termelt hőt pedig rögtön fel kell használni. Ha nem süt a nap akkor viszont ne legyen benne levegőáramlás, különben lehűti a szobát. Ezt a befúvó csőben elhelyezett, légtechnikai eszközöket árúsító boltokban kapható visszacsapó szeleppel minimális hőveszteség mellett meg lehet oldani.

A légbefúvó ventilátort egy hőmérséklet-különbség kapcsoló (építőkitt formájában is kapható) vezérli. Egy-egy hőérzékelő kerül a felső meleg és az alsó hideg ágba. Ha napsugárzás éri a kollektort, felmelegszik benne a levegő, fent a hőmérséklet magasabb lesz, a hőmérsékletkülönbség-kapcsoló bekapcsolja a ventilátort, ami nyitja a visszacsapó szelepet. A helyiségből beszívott levegő beáramlik a kollektorba, felmelegszik a csövekben, és visszajut a terembe. Amennyiben már nem melegebb a visszaáramló, a kapcsoló lekapcsolja a ventilátort, a visszacsapó pedig lezárja a nyílást.

A hőmérsékletkapcsolót (így a ventilátort) egy szobatermosztát határolja. Ennek a termosztátnak a beállított kapcsolási értéke egy picit (0,5-1°C-al) magasabb, mint az eredeti fűtőrendszer (továbbiakban fő-fűtés) termosztátján beállított érték, így a kiegészítő napkollektoros fűtés "elsőbbséget élvez", hamarább indul. Amikor a kollektor meleg levegőt fúj be a helyiségbe, a fő-fűtésrendszer termosztátja melegebbet fog érezni, tehát nem kapcsolja be a fűtést, a kiegészítő fűtés fog dolgozni. Amennyiben a helyiség hőmérséklete meghaladná a kollektor termosztátján beállított értéket, a szoba túlfűtésének elkerülése érdekében leállítja a ventilátort. Az így esetlegesen kialakuló magas (akár 150 °C, vagy magasabb!) üresjárási hőmérsékletet a kollektor anyagai bírják, a ragasztó is 200°C-ig használható. Viszont a jelenlegi keleti tájolásnál ilyen probléma sajnos nem várható, nyáron pedig le lesz takarva vagy le lesz szerelve.

Abban az esetben, ha a napsütés gyenge, a kollektor nem tud elég meleget termelni, a helyiség hőmérséklete csökken, a fő-fűtőrendszer termosztátja be fogja kapcsolni a fűtést. Természetesen az is előfordulhat, hogy a hagyományos fűtés is, és a kiegészítő fűtés is párhuzamosan működik � mivel nagyobb a helyiség hőszükséglete. A szoba hőmérsékleténél magasabb hőmérsékletű levegő ilyenkor rá fog segíteni a meglévő rendszerre.

Próbaüzem

A kollektor főpróbája még a végleges helyére történő felszerelése előtt a kertben volt, 2006. jan 26-án. Felhőmentes téli nap, dél körül, amikor a Nap a legerősebben sugárzott. Egy kis ventilátorral fúvattam be a levegőt, és hőmérőkkel mértem a be- és kilépő levegő hőmérsékletét. Egy kis anemométerrel pedig a kiáramló levegő sebességét. A keresztmetszet ismeretében meghatároztam a tömegáramot, a hőmérsékletkülönbségből (valamint a levegő fajhőjének ismeretében) számítható volt a kollektor teljesítménye.

A kinti hőmérséklet -3 °C volt, kollektorból percenként több mint fél köbméter +62 °C-os levegő tódult ki. A mért adatokból 700 W körüli érték jött ki. Ha a műszereim összpontatlanságát és a kijelzők kerekítési hibáját a +/- 5%-os tűrésbe helyezem, akár a 736 W-os eredmény is kijöhetett volna. Ez pedig éppen 1 lóerő !!! Ezt is beírtam a fórumba, mégpedig így: "...a sörkollektor lehozott egy lovat a Napból! Lehet, hogy sörösló volt!..."

A tapasztalt eredmények tehát bíztatóak, napsütéses időben a kollektor alkalmas fűtéskiegészítésre.