Buchempfehlung:
Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi

Roboter Autos mit dem Raspberry Pi - 2019

Diesen Sommer 2020 ist alles anders. Bedingt durch die Corona Krise haben viele Bäder nicht geöffnet und der Abstand von 1,5 Metern zu seinen Mitmenschen ist am örtlichen Badesee gar nicht so einfach einzuhalten. Da wir aber auf den Badespaß nicht verzichten möchten haben wir uns einen kleinen aufblasbaren Pool gekauft. Jetzt stellte sich nur die Frage wie bekommen wir das Wasser im Pool schön warm ohne heißes Wasser mit Eimern aus der Wohnung in den Garten schleppen zu müssen. Die Idee lag da nahe die Energie der Sonne zu nutzen und mit dieser das Wasser aufzuheizen. Ich habe dann nach Solarmatten und Sonnenspiralen im Internet gesucht. Mit diesen Sonnenkollektoren ist es möglich das Wasser im Pool preisgünstig aufzuwärmen.  Viele dieser Solarmatten waren ausverkauft oder konnten nicht hergestellt werden da der globale Handel zum Erliegen gekommen ist.

Daher habe ich mich dran gemacht selber einen Sonnenkollektor zu bauen durch den ich das kalte Poolwasser mit meiner Gardena Gartenpumpe pumpe um es aufzuwärmen. Ich habe mir drei Sonnenkollektoren gebaut und erreiche so teilweise nach 1 1/2 Stunden pumpen eine Temperatur von 38°C im Pool. Das ist viel zu warm aber ich wollte es einfach einmal ausprobieren.

Sonnenkollektor fuer Heisswasser

Sonnenkollektor fuer Heisswasser

Materialliste

Solarschlauch

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Pumpe

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Saug-Schlauchverlängerung

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Wie baue ich selber einen Sonnenkollektor

Ich hatte schon letztes Jahr einen ersten Versuch gestartet und mir einen Sonnenkollektor aus 2 x 25m Schlauch gebaut der genau auf das Dach des Gartenhäuschen gepasst hat. Dazu habe ich den Schlauch in viele kleine Teilstücke zerschnitten und diese wieder über T-Stücke zusammengefügt. Diese Konstruktion hat aber den erheblichen Nachteil das die T-Stücke nie dicht waren und wenn der Wasserdruck zu hoch war hat sich manchmal ein T-Stück gelößt und dann spritze das Wasser überall hin und der Pool wurde nicht warm sondern leer.

Das folgende Bild zeigt meinen ersten Versuch aus dem Jahr 2019 den ich nicht empfehle nachzubauen.

Sonnenkollektor erster Versuch

Sonnenkollektor erster Versuch

Die Solar-Schlauchspirale

Dieses Jahr also 2020 habe ich mir dann 3 x 50m Solarschlauch gekauft und mir war klar ich werde keinen Millimeter davon abschneiden. Ich habe dann im Keller verschiedene Spiralen gelegt um die Grundfläche zu ermitteln die eine 50m Schlauchspirale in etwa benötigt. Als ich die für mich am besten passende Spirale gelegt hatte bin ich auf das Maß 110cm x 120cm gekommen.

Sonnenkollektor Test-Wicklung

Sonnenkollektor Test-Wicklung

Im Baumarkt habe ich mir dann 2 Multiplexplatten mit einer Stärke von 9mm und der Kantenlänge 110cm x 120xm zurecht schneiden lassen. Diese Platten habe ich dann schwarz angestrichen. Ich habe die Holzplatten aus zwei Gründen angestrichen. Einmal damit diese besser der Witterung wiederstehen und die Farbe Schwarz habe ich gewählt in der Hoffnung so den Wirkungsgrad noch etwas erhöhen zu können.

Sonnenkollektor schwarze Holzplatte

Sonnenkollektor schwarze Holzplatte

Denn die Idee war noch eine Plexiglas Platte über die Spirale zu montieren, so dass die Solar-Schlauchspriale in einem geschlossenen Gehäuse liegt. Davon hatte ich mir wie im Gewächshaus eine besonders starke Erhitzung erhofft. Allerding auch wieder durch Corona bedingt kostet der m² Plexigals mit einer Stärke von 3mm ca. 80,-€. Das war mir dann am Ende zu teuer.

Hinweis:

Wenn ihr den Schlauch montier dann sollte der Schlauch auch unter Druck stehen. Bei meinem ersten Versuch habe ich den Schlauch im Keller auf die Platte montiert und keinen Wasserdruck aufgebaut. Das führte dazu, dass unter Druck der Schlauch sich ganz anders geformt hat und die Spirale viel zu eng gelegt war. Also viele Windungen des Solarschlauches teilweise übereinander lagen. Das sah nicht nur nicht schön aus sondern hat sicher zu einem schlechteren Wirkungsgrad beigetragen.

Wie befestige ich den Schlauch

Bevor der Solar-Schlauch befestigt werden kann muss man sich ja überlegen wie man diesen auf die Holzplatte legt. Am besten fangt ihr von innen an zu wickeln. Also den Schlauch bildlich halbieren also in der Mitte + 1m anpacken und mit zwei kleinen Lochstreifen befestigen. Die um 1m längere Schlauchhälfte muss von der Windung her die äußere Windung sein. Denn diese hat immer den größeren Radius also benötigt pro Windung etwas mehr Schlauch. Dann führt man in der ersten 180° Biegung beide Schlauchhälften zusammen und befestigt diese mit jeweils 2 Lochstreifen in der Biegung. Das ist recht gut auf dem folgendes Bild zu erkennen.

Sonnenkollektor Beginn der Wicklung

Sonnenkollektor Beginn der Wicklung

Sehr gut hat sich bei mir ein Lochstreifenblech bewährt das ich in entsprechend lange Stücke zerschnitten habe. So konnte ich immer zwei Schläuche zusammen auf der Holzplatte befestigen. Wichtig dabei ist, dass man den Lochstreifen lang genug abschneidet so das der Schlauch noch etwas spiel hat und verrutscht werden kann. Auch war das für mich die billigste und schnellste Lösung den Schlauch richtig fest auf der Holzplatte montieren zu können.

Sonnenkollektor Sonnenspirale erster Aufbau

Sonnenkollektor Sonnenspirale erster Aufbau

Schallschutz für die Umwälzpumpe

Damit das Wasser im Pool auch schön warm wird muss es immer wieder durch die Sonnenkollektoren gepumpt werden. Dazu habe ich die bereits schon vorhandene Gardena Pumpe verwendet. Diese sollte hoffentlich lange im Dauerbetrieb laufen können. Damit die Pumpe mit ihren angegeben 85 dB nicht den Badespaß verdirbt habe ich diese in ein Gehäuse gestellt das den Schall schluckt und so die Lärmbelästigung im Garten deutlich reduziert.

Das Gehäuse habe ich aus Möbelplatten aus dem Baumarkt aufgebaut die ich noch zuhause von einem abgebauten Regal hatte. Allerdings würde ich jetzt das Gehäuse größer bauen da die Pumpe nur gerade so mit dem Noppenschaum in die Box passt.

Hier einmal die groben Abmessungen die ich jetzt wählen würde:

  • 4 x 70cm x 50cm x 1,9cm (Boden/Deckel und die beiden Seitenteile)
  • 2 x 50cm x 50xm x 1,9cm (2x Abschluss mit Überstand der die Füße bildet)
  • 2 x Scharniere für den Deckel
  • 1 x Verschluss für den Deckel
  • 1 x Dichtungsband
  • 2 x Akustikschaum ca. 2cm dick (das Profil der Noppen spielt keine Rolle)

Hier ein Bild der Box mit Pumpe aber noch ohne dem NodeMCU für die Temperaturüberwachung im Gehäuse.

Sonnenkollektor Umwelzpumpe Gehäuse

Sonnenkollektor Umwälzpumpe Gehäuse

Kühlung der Pumpe

Damit die Pumpe nicht heiß läuft habe ich einen 220V Lüfter eingebaut der die warme Luft aus dem Gehäuse heraus saugt. Damit frische Luft gut nachströmen kann habe ich unter der Pumpe also in den Boden einen großen Schlitz geschnitten. Dieser ist genau unterhalb dem Saugschlauchanschluss. Denn dort muss ich immer bevor ich die Pumpe einschalten kann Wasser in die Pumpe einfüllen. Wenn beim Einfüllen des Wassers etwas daneben läuft dann kann es gleich aus dem Gehäuse heraus laufen. Weiter habe ich noch zwei 20mm Löcher in den Boden gebohrt unterhalb des Lüfters der Pumpe. Die frische Luft wird so über die Löcher im Boden in das Gehäuses angesaugt und kühlt so die Pumpe. Da mein Gehäuse aber sehr klein ist wird die Pumpe doch nach 45 Minuten Betrieb ca. 42°C warm.

Der 230V Lüfter ist von der Leistung ideal um die warme Luft aus dem Gehäuse heraus zu blasen.

Sonnenkollektor Umwelzpumpe Lüfter

Sonnenkollektor Umwelzpumpe Lüfter

Daher habe ich mir noch eine Temperaturüberwachung des Pumpengehäuses gebaut. Diese schaltet die Pumpe automatisch aus wenn es im Gehäuse zu warm wird. So überhitzt die Pumpe nicht im Gehäuse und wird lediglich so warm wie ich es möchte. Weiter überwache ich die Temperatur im Pool damit auch hier das Wasser nicht zu warm wird.

Sonnenkollektor Umwälzpumpe Temperaturueberwachung

Sonnenkollektor Umwälzpumpe Temperaturueberwachung

Wie die Steuerung im Sinne eines Smarthomes funktioniert erfahrt ihr hier:

Wie funktioniert alles

Damit es jetzt klar wird wie alles funktioniert habe ich versucht in einem kleinen Bild den Aufbau zu zeigen.

<Bild wird noch erstellt…>

Das folgende Video zeigt meinen Aufbau des Solarkollektors bzw. der Solarschlauchschnecke, den Pool und die Pumpe in ihrem Gehäuse.

Zusammenfassung

Wir sind daheim sehr zufrieden mit der selbst gebauten Lösung. Das Wasser kommt mit zu 50°C aus dem Schlauch heraus und wärmt den Pool sehr schnell auf wohlige 33°C auf. Dabei aufpassen muss man nur, dass man den Warmwasserschlauch so im Pool positioniert das niemand sich am heißen Wasser verbrüht. Hier plane ich noch einen Mischer der genau das verhindert. Da die Gardena Pumpe sehr stark ist habe ich einen zweiten Schlauch an die Pumpe angeschlossen der das Wasser vorbei an dem Sonnenkollektor wieder direkt in den Pool leitet. So muss die Pumpe nicht ständig gegen einen Wiederstand arbeiten und bleibt auch viel kühler. Dieser zweite Schlauch sorgt dafür von seiner Position im Pool zusammen mit dem Heißwasserschlauch, dass das warme Wasser gleich gemischt wird.

Sehr gut gefällt mir auch die Überwachung der Temperatur im Gehäuse der Pumpe sowie die Überwachung der Wassertemperatur im Pool. So wird weder die Pumpe noch der Pool zu heiß…

So haben wir alle sehr viel Spaß am warmen Wasser im Pool und genießen das gemeinsame Baden.

Sonnenkollektor Wassertemperatur

Sonnenkollektor Wassertemperatur

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