Apie saulės kolektorius girdėjome daug – nors saulėčiausios dienos jau baigiasi ir jų eksploatuoti 100 % nepavyks, tačiau įsirengę tokius įtaisus, naudos vis viena išpeš. O kad taip būtų galima šildytis ir namo vidų – pagalvoja ne vienas. Ir tai įmanoma – rudens ir ankstyvo pavasario laikotarpiu gali netgi užtekti ir šių pajėgumų. Kaip tai padaryti, moko nenuilstantis konstruktorius Petras Dargis.
Paprasčiausias būdas šildyti namą saule – apkalti jo pietinę ir vakarinę sienas senais daugiabučių namų langais, prieš tai nudažius jas tamsesne, tarkim, ruda spalva. Geriausiai šviesą sugertų juoda, bet juodas namas ne visiems gali patikti.
Daugiau galite nieko nedaryti – tegu už jus dirba saulė ir stiklas. Saulė spigina ultravioletinius spindulius, o stiklas juos verčia infraraudonaisiais (šiluminiais) spinduliais. Netgi šaltomis, bet saulėtomis žiemos dienomis tamsi siena po stiklu įkais iki 40 laipsnių. Saulėtomis balandžio dienomis temperatūra pakils iki 60 – 70 laipsnių. Neįtikėtinas reiškinys – lauke minusinė temperatūra, o namas atsidūręs karštame apvalkale, kuris gerokai sumažina šildymo išlaidas.
Netgi naktį, kai nebėra ultravioletinių spindulių, ir stiklas nebegamina šilumos, oras po stiklu išlieka keliais laipsniais šiltesnis, nei lauke. Taip atsitinka dėl to, kad stiklas veikia ir kaip šiltinimo priemonė – jis prastai praleidžia infraraudonuosius spindulius ir neleidžia atvėsti namo sienoms. Vadinasi, iš senų langų padaryti sienų saulės kolektoriai veikia ne tik kaip dalinio šildymo, bet ir kaip šiltinimo priemonė.
Tačiau ji turi vieną didelį trūkumą: daug išgaunamos šilumos palieka lauke ir nueina vėjais. Ar protinga po stiklu laikyti iki 50 – 60 laipsnių įkaitintą orą, kai lauke -10? Juk kuo didesni temperatūros skirtumai, tuo didesni šilumos nuostoliai. Ar negalima būtų bent dalį tos šilumos partempti į vidų? Taip, tai labai paprasta!
Jeigu sienoje tarp kambario ir saulės kolektoriaus išpjausi skylę, karštas oras veršis į vidų. Dar daugiau jo pateks vidun, jeigu sienų skylėse įtaisysi ventiliatorius. Tai gali būti pastovios srovės 12V ventiliatoriukai, kurie naudojami kompiuteriams aušinti. Jie sunaudoja 1,6 – 1,8 W elektros, o šilumos į kambarį parvarys kilovatą. Tokiems ventiliatoriukams sukti galima panaudoti seno mobiliojo telefono krautuvą.
Bet dar geriau nusipirkti saulės bateriją – ji duos srovę ir suks ventiliatorių tik tada, kai bus saulė. Nėra saulės – ventiliatorius stovi ir nevaro į kambarį šalto oro. Taigi saulės baterija gali būti ne tik maitinimo šaltinis, bet ir neblogas termostatas. Mat kai nėra saulės, saulės kolektoriuose nebūna karšto oro. Švysteli saulė – ventiliatorius vėl pradeda suktis.
Saulės baterijos yra brangokos, bet jeigu jas pirksite ne Lietuvoje, bet internetu kur nors iš labai tolimos šalies, tai gali būti pigiau, nei maitinimo šaltinis ir termostatas kartu sudėjus. Mes su Vincu dvi saulės baterijos nusipirkome iš Taivano, bet jos varo du ventiliatorius ir kartu tarnauja kaip termostatai.
Tokie saulės kolektoriai duoda kur kas daugiau naudos, nei jos gautumei, paprasčiausiai stiklu apšiltinęs namą. Mes juos įrengėme kovo mėnesį ir patys nustebome, kad saulėtą dieną galima nekurti pečiaus. Be to, sienų saulės kolektoriai tarnauja ir kaip ventiliacijos sistema – jie juk varo vidun ne tik karštą, bet ir gryną orą. Kuo labiau vėdini kambarius, tuo šilčiau juose darosi.
Apetitas atsiranda bevalgant. Ar negalima būtų saulės kolektoriuje sukaupti dar daugiau šilumos, dar mažiau jos paliekant lauke? Juk dabar šilumą surenka tamsiai dažytas medis, o medis nėra puikus laidininkas – jis lėtai atvėsta, bet ir kaista lėtai. Pačiupinėkite sulėkaitoje gulintį juodos skardos lapą ir juodą lentgalį. Skarda grokai karštesnė. O jeigu sieną po stiklu apkaltume tamsiai dažyta skarda?
Taip, skarda surinks daugiau šilumos. Patartina ją kalti ne tiesiai ant sienos, bet padėjus tašelius ir tarp skardos bei sienos palikus kuo didesnį tarpą (žiūr. schemą). Kuo mažesnis tarpelis verčiau tegu lieka tarp skardos ir stiklo. Kai oro tarpas labai mažas, tarkime, vieno centimetro, negali susidaryti konvekcijos srovių ir daug mažiau šilumos skarda atiduoda atgal stiklui. Tokiu principu veikia plastikinių langų vadinamieji stiklo paketai. Fizikos paradoksas: mažas oro tarpas turi kur kas didesnę šilumos varžą, nei didelis. Dėjome ant viršaus antrąjį stiklą, ir šilumos varža dar labiau padidėjo. Dabar jau visai kaip plastikinis langas.
Kalant tašelius, galima suformuoti raitytą oro taką. Tegu oras po skarda ne iškart kyla aukštyn, bet nueina ilgesnį kelią ir labiau sušyla.
Toks atviro tipo saulės kolektorius ne tik šildo, bet ir vėdina trobą. Šaltam lauko orui įšildyti reikia nemažai šilumos. O jei kuriame nors kolektoriuje atsisakytume vėdinimo ir juo imtume šildyti ne lauko, bet vis tą patį kambario orą? Taip, sutaupysime antra tiek šilumos, jeigu vieną kurį nors įrenginį šiek tiek rekonstruosime ir padarysime iš jo uždaro tipo saulės kolektorių.
Kaip matome schemoje, į saulės kolektorių dabar išpjautos dvi skylės sienoje – viena viršuje, kita – apačioje. Vėsus kambario oras pro apatinę skylę patenka į saulės kolektorių, čia sušyla, palengvėja, kyla aukštyn ir pro viršutinę skylę šiltas grįžta į kambarį. Tokia konvencija galėtų vykti ir savaime, bet laimėsime kur kas daugiau šilumos, pastiprinę srovę ventiliatoriumi. Būtinai reikia dėti bent vieną sklendę, kad ji, dingus saulei, neleistų orui cirkuliuoti atvirkščia tvarka ir vėsinti kambario.
Uždaro tipo saulės kolektoriai nevėdina kambario, bet duoda dvigubai daugiau šilumos, nei atvirieji. Mes su Vincu į uždarąjį kolektorių dėjome du ventiliatorius: vieną – viršuje, kitą – apačioje. Jie du varo tokios pat temperatūros oro srovę, kaip ir vienas tokio pat dydžio atvirojo tipo saulės kolektoriaus ventiliatorius. Temperatūra tokia pat, užtat pašildyto oro kiekis dvigubai didesnis. Taip atsitinka dėl to, kad uždarasis kolektorius šildo ne lauko, bet kur kas šiltesnį kambario orą.
Naudodami ventiliatorius, turėsite juos valdyti. Uždarojo tipo saulės kolektoriuose irgi galite verstis saulės baterijomis, bet daugiau naudos išspausite, naudodami kur kas tikslesnius elektroninius termostatus. Vincas sulitavo termostatą su dviem davikliais, kurie fiksuoja temperatūrą saulės kolektoriuje ir kambaryje. Termostatas įjungia ventiliatorius tik tada, kai oras saulės kolektoriuje karštesnis, nei kambaryje. Veikia užtikrintai. Panašūs naudojami pramoniniuose saulės kolektoriuose vandens srautui kontroliuoti, bet jie labai brangūs. Jeigu susigaudote elektronikoje, tokį daikčiuką galite susilituoti patys. Schema nėra labai sudėtinga:
Nedidelio galingumo ventiliatorių galima valdyti ne rele, bet tranzistoriumi. Tai netgi patogiau: potenciometru reguliuodami srovę, galėsite nusistatyti optimalias ventiliatoriaus apsukas (tarkim, kad nekeltų per daug triukšmo). Schema mūsų tokia:
Beje, tokie savadarbiai termostatai tinka ir saulės kolektoriams priverstine vandens cirkuliacija – lygindamas vandens temperatūrą saulės kolektoriuje ir šilumokaityje, termostatas įjungs arba išjungs cirkuliacijos siurblį.
Pabaigai norėčiau perspėti dėl kelių beprotiškų idėjų, kurios kyla labai bailiems ir pavydiems žmonėms. Kai pasidariau pirmuosius sienų saulės kolektorius, bailiai vienu metu mane ėmė gąsdinti dviem pavojais: vieni tvirtino, kad namas kažkokiu būdu nuo stiklo užsidegs (gal neišmanėliai plokščią stiklą sumaišė su išgaubta linze?), kiti atkakliai aiškino, kad namas būtinai supus, nes po stiklu kaupiasi… drėgmė. Ta idėja tokia pat beprotiška, kaip ir pirmoji – juk po stiklu siena labai įkaista, karštis išgarina drėgmę, mediena džiūsta, lentos net raitosi. Mediniam namui tai labai sveika – įsivaizduokite parazitus, kurie turėtų landžioti po 50 ar 60 laipsnių karštumo lentas. Ar jie ilgai ištvertų?
Dar vienas bailių trimituojamas pavijus man ir pačiam neatrodė labai kvailas: o kaip vasarą? Kaip aš ištversiu troboj, jeigu sienos įkais iki 70 laipsnių? Buvau netgi pasirengęs per karščius praverti saulės kolektorius, atlenkti juos nuo sienos, kad karštis išgaruotų į viršų. Bet nereikėjo ir to. Pasirodo, stora medinė siena – tai tau ne palapinės brezentas. Dieną ji lėtai įkaista, o naktį lėtai atvėsta. Puikus amortizatorius. Žinoma, ventiliacijos sklendes turėjau uždaryti – pirties kambariuose nedariau.
Vienais sienų saulės kolektoriais naudojuosi jau 7 metai, kitus su Vincu darėme ir rekonstravome šiemet. Net nežinau, kada jie yra atsipirkę. Žinoma, galima būtų nusipirkti ir pramoninių – dabar gaminami saulės kolektoriai ne tik vandeniui, bet ir orui šildyti. Jeigu būtume pirkę, tai mūsų galingumo pramoniniai saulės kolektoriai būtų kainavę 20 000 lt (5800 eurų – red.). Mes išleidome kelis šimtus (~100 eurų). O darbas? Ak taip, pamiršau apie darbą – mes turėjome labai įdomaus kūrybinio darbo!
Nuotraukos autoriaus
