一、自制太阳能热水器所需材料
基础材料方面
需要太阳能电池板、PVC管、三通、弯头、内齿接头、胶水、绝缘管、油漆等材料,这些材料可以构建起热水器的基本框架和管道系统,例如PVC管可用于构建热水的流通管道,三通和弯头能帮助管道连接成合适的形状以便热水循环。
电子温度计用于方便检测水温,以便使用者了解热水器的加热情况。
旧铁皮、泡沫塑料、旧海绵等材料可用于保温隔热,减少热量散失,如泡沫塑料可以包裹在热水器的储水部分周围,起到一定的保温作用。
特殊材料方面
若要制作自动补水装置,可能需要洗衣机进水电磁阀(进水口G3/4英寸即Dg20的外螺纹,出水口为Φ10mm,工作电压为AC220V,工作压力为0.02 - 0.08MPa)和微电脑时间控制开关(如KG - 316S型,每天可设定16次不同时间的开/关控制,并可预先设定一周时间内的开、关循环控制,还具有液晶显示时钟功能,12/24小时制转换等功能)等材料。
二、自制太阳能热水器的基本步骤
构建框架
首先找一些实木制作一个例如2.1X1.2m的框架,这是整个太阳能热水器的基础支撑结构,后续的部件将安装在此框架之上。
制作热排气管与处理保温
将三通管制作成热水器装置的热排气管类型,效果近似于常规热排气管,然后把泡沫扔在框架上,并且使泡沫和旧铁皮变黑(例如可以涂抹黑色颜料等方式),黑色的表面有助于更好地吸收太阳辐射热,提高加热效率;同时将阳光板制成的架子与热射管连接起来,连接时注意在管道上安装保温管,以减少热量在管道传输过程中的散失。
安装温度计与立杆
如果有电子温度计,可以安装在合适的位置,方便检测水温;接着在支架后面安装一根竖杆和纸板,这根竖杆的高度和倾斜度最好可以随意调整,竖杆在后续调整太阳能热水器与太阳的相对角度时会起到重要作用。
准备玻璃管与调整角度
将玻璃管装满水后密封,然后放置在支架上,之后调整垂直杆,观察太阳的直射角度,将垂直杆调整到对应的合适高度,要尽可能让太阳能热水器与太阳接触的区域最大,保证充足的太阳辐射能被吸收;在调节立杆的凹弧时,需要有向阳的屋顶或高处,让阳光的反射焦点在玻璃管上效果更好,这样可以进一步提高玻璃管吸收的热量,最后固定好支架。
利用原理查看水温与连接出水管
自制的太阳能热水器使用一段时间后,利用冷水下沉、热水上浮的原理,可以查看水温,过一会儿再查看热水量;还可以根据当天的实际天气情况,适当给自制太阳能热水器补充水,最后将出水管路连接到需要热水的地方,这样整个自制太阳能热水器就可以投入使用了。
三、自制太阳能热水器自动补水装置(可选步骤,如果需要自动补水功能)
电磁阀的处理
由于洗衣机进水电磁阀没有防止回水功能,当出水口的水压大于进水口的水压(自来水停水)时,在不加电时,水会逆向流动,所以要成对使用,即将两只电磁阀的出水口对接,两只电磁阀的进水口,一个作进水口,另一个作出水口,本装置只控制上水电磁阀,不给止回电磁阀供电(在加电状态下,水流不能从出水口流进后从进水口流出)。
控制开关的选择与设置
选用KG - 316S型微电脑时间控制开关,它每天可设定16次不同时间的开/关控制,并可预先设定一周时间内的开、关循环控制,还具有液晶显示时钟功能,12/24小时制转换等功能。在编写好自动开/关程序后,键盘自动进入锁定状态,可以有效防止误操作。
工作原理
以时基集成电路NE555为中心的延时电路延时55秒左右(延时时间 = 1.1(R + W)C),继电器J1吸合,常开触点J1 - 1闭合,控制电路的供电进入自保状态,不会由于5秒钟后时间控制开关的断开而失电;同时J1 - 2闭合,上水电磁阀得电吸合,开始为太阳能热水器补水;三极管Q1受NE555③脚的触发而导通,蜂鸣器鸣响,提示自动补水器进入工作状态。当太阳能热水器上满水后,溢水检测器的极间电阻迅速减小,三极管Q2进入饱和导通状态,继电器J2吸合,其常闭触点断开,切断了延时电路的供电回路,继电器J1释放,自动补水过程完毕。
调试时要调整电位计W,使延迟时间约为55秒,确定为55秒的依据是时间控制开关的接通时间最短为60秒,在太阳能热水器水满状态下,如果不延时接通上水电磁阀,在60秒的时间内继电器J1有可能多次接通,对装置的使用寿命会有不利影响。延时电路调试好后,再次接通电源,使电路进入自动补水(电磁阀接通)状态,然后在溢水检测器上洒上一些水,如果能自动停止,即可将本装置接入太阳能热水器使用,并且一定要将水管可靠接地,以保证安全。