Napkollektor

A Nap energiájának hasznosítása, már az őskortól ismeretes. Ilyen a napsütésben történő melegedés, szárítás vagy a gyümölcsök aszalása. A XX. Században nagyon elterjedt lett a hévégi, vagy kertes házak udvarán 1,5 – 2 m magasra emelt, feketére festett hordó, amelyben, nyáridőben zuhanyzáshoz használható meleg vizet állítottak elő. Manapság gyakran látunk háztetőkre szerelt berendezéseket, amelyek szintén a napenergiát hasznosítják, melegvíz előállításával, télen is, ha süt a Nap.

Szükséges eszközök

• 12 – 15 cm. átmérőjű, műanyag körlap
• 4 – 5 mm. átmérőjű, hajlékony műanyag cső ( 2 – 3 m.)
• alumínium fólia
• 1 db. ruhacsipesz, vagy más szorító
• 2 db. műanyag pohár
• víz

A kísérlet menete

A műanyag lap közepére és szélére, fúrjunk, egy a cső átmérőjével egyező méretű lyukat. A középső furaton áttolva a műanyag csövet, tekerjük fel spirál alakban, úgy, hogy a csövön ne legyen törés. Majd vezessük át a másik furaton. A cső mindkét vége, mintegy 20 cm.-en legyen szabad. A spirált valamilyen gyorsan kötő ragasztóval rögzítsük. Átlátszó műanyagot használva a lap hátsó falára ragasszuk fel az alumínium fóliát. A csövet töltsük fel vízzel és a két végét, merítsük egy – egy pohárba, amiben víz van. Az egyikben jóval kevesebb. A két poharat úgy helyezzük el, hogy a vízszintek azonos magasságban legyenek, vagy pedig szorítsuk el a cső egyik végét ruhacsipesszel. Helyezzük el a spirált tartalmazó lapot napsütötte helyre, a poharak maradjanak árnyékban. 15 – 20 perc múlva, a szivornya elvet alkalmazva engedjünk vizet abba a pohárba, amelyben eleve kevés volt. Hőmérővel, vagy kézzel ellenőrizhetjük, hogy a csőből kifolyt víz jóval melegebb, mint a több vizet tartalmazó pohárban levő víz. A csapot elzárva, vagy a vízszinteket kiegyenlítve ismételhetjük a folyamatot.

Magyarázat

A Napból érkező hősugarak felmelegítik a csőben levő vizet. A hatásfokot javítja a visszaverő alumínium fólia. Természetesen ez a rendszer csak szakaszosan működik és a hideg vizet időnként pótolni kell. A valóságban a spirál teljesen zárt és fagyálló folyadékot tartalmaz. A spirál alsó része a lakásban lévő víztartálynak adja át a hőt. Mivel itt nem hívhatjuk segítségül a gravitációt, keringető szivattyút kell alkalmazni, ami csak addig keringet, amíg a kollektorban levő folyadék melegebb, mint a tartályban lévő víz.

Szükséges óvintézkedések

Egyedül a két furat elkészítésénél kell vigyázni. Ezeket előre is el lehet készíteni. A további tennivalókat a tanulók is elvégezhetik, kiscsoportos, vagy egyéni munkával.