Солнечный коллектор своими руками (21 фото + описание изготовления)
Сделал самодельный солнечный коллектор: подробные фото с размерами и описание изготовления солнечного водонагревателя своими руками.
Приветствую всех! Поставил бассейн на дачном участке и возникла необходимость в подогреве воды для бассейна и собственных нужд.
Изучив всевозможные варианты, в результате было принято решение создать солнечный коллектор своими руками для подогрева бассейна.
Принцип действия солнечного коллектора
По плану действие солнечного коллектора должно было осуществляться следующим образом: забор воды из бассейна происходит при помощи электрического насоса, опущенного в воду. Далее вода поступает в солнечный коллектор, созданный самостоятельно по змеевику из труб, который установлен под наклоном на постаменте. В процессе циркуляции по черному змеевику вода греется под воздействием ярких лучей солнца и поступает ко дну бассейна.
Конструкция солнечного коллектора
Наш коллектор, созданный самостоятельно, будет включать в себя 42 полудюймовые трубки (по 225 см каждая). Располагаются они горизонтально.
В общей сложности длина трубок составляет около 120 м (длина соединительных колен учитывается).
Необходимо сделать плоский короб черного цвета (228 х 190 х 10 см), а затем укрепить его на каркас. Окрашивание короба и каркаса следует выполнить черным антисептиком. С целью предотвращения утраты драгоценного тепла короб следует закрыть простым стеклом. Трубки коллектора также окрашиваются пульверизатор. Для этого подойдет обычная нитрокраска черного цвета.
Планируемая мощность коллектора зависит от интенсивности света и предполагается в пределах 1,6 — 2 кВт.
Схема поможет разобраться в системе подогрева воды:
В процессе деятельности мы кое-что изменили в схеме, о чем поговорим позже.
По плану коллектор должен быть установлен в солнечной местности, в нескольких метрах от бассейна. Тщательный выбор места был обусловлен тем, чтобы в будущем избежать потери тепла в магистралях и насос мог справиться с прокачкой воды по всей длине трубопровода солнечного коллектора на даче.
Также необходимо было учесть оптимальный наклон солнечного коллектора относительно горизонта.
При помощи программы 3D MAX (удобная штука) был произведен расчет и создано изображение нашего будущего солнечного коллектора.
Помимо этого были выполнены расчеты нужных деталей и составляющих для создания конструкции. Выбор трубы остановился на металлопласте. Этот материал оптимально подходит для данной цели, поскольку к его поверхности отлично пристает нитрокраска черного цвета, которой мы планируем покрасить трубки солнечного коллектора своими руками.
Смета, составленная по результатам подготовительных работ оказалась внушительной по объему.
Подготовка к самостоятельному созданию солнечного коллектора по нагреву воды
Ближе к осени началась подготовка и закупка необходимых материалов. Поскольку приобретение материалов попало на холодное время года, частичная сборка солнечного коллектора своими руками выполнялась в квартире. Скручивались детали вручную, а соединения уплотнялись при помощи специальной нити.
Наглядно вы можете это увидеть на фото:
Помимо это был куплен брус длинной 6 м, сечением 5 х 5хсм. Он понадобится для создания «стола» каркаса рамы и каркаса подставки.
В общей сложности длинна бруса — 60м (или 10 шт. по 6 м). В соответствии со сметой был куплен антисептик, который защитит раму под солнечный коллектор и каркас-подставку. Черный антисептик был приобретен с целью покрытия площади рамы-стола.
Монтаж коллектора на дачном участке
Каркас нашего солнечного коллектора планировалось установить наклонно в сторону юга. Для площадки была приобретена тротуарная плитка размерами 40 х 40см. Подготовка места включила в себя выравнивание, покрытие рубероидом, сверху насыпан щебень. На отстаивание и утрамбовку щебня необходимо время. В нашем случае это заняло около трех месяцев. После этого, сверху, площадка была снова застелена рубероидом и уже на него выложена тротуарная плитка (24 шт.).
Целесообразным будет предусмотреть обычную вилку с розеткой. Таким образом вы сможете отключать насос во время купания в бассейне и обезопасите себя от поражения электрическим током.
Подготовка каркаса-подставки для коллектора
Согласно чертежа мы начали собирать каркас-подставку. Следующим шагом была покраска наклонного стола конструкции сверху антисептиком черного цвета. С задней стороны мы покрыли поверхность бесцветной Тиккуриллой.
Следующим шагом стало изготовление рамы «стола» солнечного коллектора. Подготовленные куски бруса были скреплены стальными уголками (5 х5см) и шурупами. Фанера, нарезанная на необходимые части была также прикреплена к раме шурупами. В результате мы получили ровную площадку (стол) для установки трубок коллектора.
Следует отметить, что конструкция получилась достаточно тяжелая — 30 — 35 кг. Каркас-подставка должна быть прочной и устойчивой под воздействием ветров, весом снега и должна выдержать вес рамы, змеевика с водой и стекла. Для того, чтобы конструкция была более устойчивой, мы соорудили специальные колья из металла, которые смогут удержать каркас-подставку.
Сборка солнечного коллектора
Для начала мы подготовили металлопласт, нарезав части необходимой длины. Далее началась сборка змеевика (снизу вверх).
Белый пластик и крепления мы окрасили в черный цвет баллончиками. В общей сложности мы постарались все покрыть черной краской (трубки, крепления).
После сборки основной части конструкции, мы подключили систему непосредственно к насосу и провели испытания. Протечек обнаружено не было, да и вода поступала достаточно уверенно.
Наша основная цель — получить и правильно использовать максимальное тепло от солнца. Одну из главных ролей при этом играет экран защиты. Благодаря этому приспособлению в коробе аккумулируется теплая температура, а затем воздух направляется на подогрев.
В нашем случае для этой цели по краям стола был использован бордюр с покрытием антисептиком черного цвета (из вагонки).
Также мы сделали из алюминиевого уголка раму для установки стекла.
В результате выполнения указанных действий мы смогли снять размеры для стекла. Нарезка и установка стекла не заняла много времени. Для поддержания краев стекла был применен алюминиевый уголок. Середина держалась на центральном узле.
В результате мы получили прочную, герметичную конструкцию. Конденсат внутри замечен не был. Собирался он только снаружи в утреннее время.
Если говорить об изменениях схемы, то во-первых, в процессе работы обратный клапан бассейна мы заменили на простой краник. Данной заменой мы постарались облегчить работу насоса. С клапаном насосу придется прикладывать больше сил в процессе работы.
Во-вторых, была выполнена установка двух дополнительных кранов. Следует отметить, что кран, при помощи которого возможно перекрывать магистраль, является очень полезным приспособлением на случаи длительного отсутствия.
Проверка работы коллектора
Испытательные работы осуществлялись с использованием специального термометра. При интенсивном солнце показатель температуры воды на выходе был очень высоким (обжигала руку).
В соответствии с показателями измерений после 7 — 8 часовой работы насоса температура воды в бассейне нагрелась до 32 0 С. В дальнейшем мы поддерживали ее в пределах 32 0 С периодически подключая насос. Следует отметить, что в процессе циркуляции воды происходит обогащение кислородом.
Цель достигнута — вода моего бассейна стала теплой и комфортной.
Возможно наш опыт пригодится вам для создания автономного источника теплоснабжения для вашей дачи.
Как сделать солнечный коллектор своими руками: типы конструкций и этапы работ
Солнечный коллектор – это альтернативный источник получения тепловой энергии за счёт использования солнечной. Сейчас это удобное приспособление уже не новшество, но позволить себе его установку может далеко не каждый. Если подсчитать, покупка и монтаж коллектора, который удовлетворит бытовые нужды среднестатистической семьи, могут обойтись в пять тысяч американских долларов. Само собой, окупаемости такого источника придется ждать довольно долго. Но почему бы не сделать солнечный коллектор своими руками и установить его?
Стандартное устройство имеет вид металлической пластины, которая помещена в пластмассовый или стеклянный корпус. Поверхность этой пластины аккумулирует солнечную энергию, задерживает тепло и передаёт его для различных бытовых нужд: отопление, подогрев воды и т.д. Интегрированные коллекторы бывают нескольких видов.
Накопительные
Накопительные коллекторы ещё называют термосифонными. Такой солнечный коллектор своими руками без насоса получается наиболее выгодным. Его возможности позволяют не только подогревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне некоторое время.
Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые находятся в теплоизоляционном ящике. Баки накрыты стеклянной крышкой, через которую пробиваются солнечные лучи и подогревают воду. Этот вариант наиболее экономичен, прост в эксплуатации и в обслуживании, но его эффективность в зимнее время практически равна нулю.
Плоские
Ппредставляет собой большую металлическую пластину – абсорбер, который находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор своими руками будет более эффективен при использовании именно крышки из стекла. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает.
Внутри ящика присутствует термоизоляция, что позволяет значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому она покрыта аморфным полупроводником, который значительно увеличивает показатель аккумуляции тепловой энергии.
При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками, часто отдают предпочтение именно плоскому интегрированному устройству. Впрочем, он не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для домашних нужд и отопление помещения. Плоский – самый широко используемый вариант. Абсорбер для солнечного коллектора своими руками предпочтительно делать из меди.
Жидкостные
Из названия понятно, что главным теплоносителем в них выступает именно жидкость. Водяной солнечный коллектор своими руками делается по следующей схеме. Через поглощающую солнечную энергию металлическую пластину, тепло передаётся по прикрепленным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или прямо к потребителю.
К пластине подходят две трубы. Через одну из них подаётся холодная вода из бака, а через вторую в бак поступает уже подогретая жидкость. У труб обязательно должны присутствовать отверстия входа и выхода. Такую схему подогрева называют замкнутой.
Когда же подогретая вода напрямую подаётся для удовлетворения нужд пользователя – такую систему называют разомкнутой.
Неостекленные чаще применяются для нагрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует закупки дорогих материалов – сгодится резина и пластмасса. У остекленных КПД выше, поэтому они способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой.
Воздушные
Воздушные устройства экономичнее вышеперечисленных аналогов, использующих воду в качестве теплоносителя. Воздух не замерзает, не подтекает и не кипит как вода. Если в такой системе происходит утечка, она не приносит столько проблем, однако определить где она произошла довольно сложно.
Самостоятельное изготовление не обходится потребителю дорого. Солнцеприемная панель, которая накрывается стеклом, нагревает воздух, который находится между ней и теплоизоляционной пластиной. Грубо говоря, это плоский коллектор, имеющий внутри пространство для воздуха. Внутрь поступает холодный воздух и под действием солнечной энергии подаётся потребителю тёплый.
Вентилятор, который крепится в воздуховод или непосредственно на пластину, улучшает циркуляцию и улучшает воздухообмен в устройстве. Для работы вентилятора требуется использование электричества, что не очень-то экономно.
Такие варианты долговечны и надёжны и обслуживать их проще, чем устройства, которые используют жидкость в качестве теплоносителя. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для отопления теплицы солнечным коллектором подойдёт как раз такой вариант.
Как это работает
Коллектор собирает энергию с помощью светонакопителя или, другим словами, солнцеприемной панели, которая пропускает свет к аккумулирующей металлической пластине, где солнечная энергия преобразуется в тепловую. Пластина передает тепло теплоносителю, которым может быть как жидкость, так и воздух. Вода отправляется по трубам к потребителю. С помощью такого коллектора можно отопить жилище, нагреть воду для различных домашних целей или бассейна.
Воздушные коллекторы используются, в основном для отопления помещения или подогрева воздуха внутри него. Экономия при использовании таких устройств очевидна. Во-первых, не нужно использовать какое-либо топливо, а во-вторых, снижается потребление электроэнергии.
Для того чтобы получить максимальный эффект от использования коллектора и бесплатно подогревать воду на протяжении семи месяцев в году, он должен иметь большую поверхность и дополнительные теплообменные устройства.
Коллектор Станилова
Инженер Станислав Станилов представил миру самую универсальную конструкцию солнечного коллектора. Основной идеей использования разработанного им устройства является получение тепловой энергии за счет создания парникового эффекта внутри коллектора.
Конструкция коллектора
Конструкция этого коллектора очень проста. По сути, это солнечный коллектор из стальных труб, сваренных в радиатор, который помещён в деревянный контейнер, защищённый теплоизоляцией. В качестве теплоизоляционного материала могут выступать минеральная вата, пенопласт, понополистирол.
На дно коробки кладется оцинкованный металлический лист, на который монтируется радиатор. И лист, и радиатор окрашиваются в чёрный, а сама коробка покрывается белой краской. Разумеется, контейнер накрывается стеклянной крышкой, которая хорошо герметизируется.
Материалы и детали для изготовления
Для сооружения такого самодельного солнечного коллектора для отопления дома понадобится:
Этапы работ
Этапы изготовления коллектора Станилова своими руками:
Расчет размеров
Расчёт размеров для того чтобы изготовить солнечный коллектор для отопления своими руками, прежде всего, направлен на определение нагрузки системы теплоснабжения, покрытие которой берет на себя это устройство. Само собой, что подразумевается использование нескольких источников энергии в комплексе, а не только энергии солнца. В этом деле важно расположить систему таким образом, чтобы она взаимодействовала с другими – тогда это даст максимальный эффект.
Для определения площади коллектора нужно знать, для каких целей он будет использоваться: отопление, подогрев воды или и того, и другого. Проанализировав данные водомера, потребностей в обогреве и данные инсоляции местности, в которой планируется установка, можно высчитать площадь коллектора. К тому же, надо учесть потребности в горячей воде всех потребителей, которые планируется подключить к сети: стиральной машины, посудомоечной машины и т.д.
Селективное покрытие
Селективное покрытие выполняет едва ли не самую основную функцию в работе коллектора. Пластина или радиатор с нанесённым покрытием притягивают в разы больше солнечной энергии, превращая её в тепло. Можно приобрести специальный химикат в качестве селективного покрытия, а можно просто окрасить теплонакопитель в чёрный цвет.
Чтобы сделать селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, можно применить:
Коллекторы из подручных материалов
Собрать солнечный коллектор для отопления дома своими руками и дешевле и интереснее, ведь изготовить его можно из различных подручных материалов.
Из металлических труб
Этот вариант сборки походит на коллектор Станилова. При сборке солнечного коллектора из медных труб своими руками, из труб варится радиатор и помешается в деревянный короб, проложенный изнутри теплоизоляцией.
Наиболее эффективными будут медные трубы, алюминиевые тоже можно использовать, но их тяжело варить, а вот стальные – наиболее удачный вариант.
Такой самодельный коллектор не должен быть чересчур большим, чтобы его было легко собрать и монтировать. Диаметр труб на солнечные коллектора для сварки радиатора должен быть меньше, чем у труб для ввода и вывода теплоносителя.
Из пластиковых и металлопластиковых труб
Как сделать солнечный коллектор своими руками, имея в домашнем арсенале пластиковые трубы? Они менее эффективны в качестве теплонакопителя, однако в разы дешевле меди и не коррозируют как сталь.
Трубы выкладываются в короб по спирали и закрепляются хомутами. Их можно покрыть черной или селективной краской для большей эффективности.
С укладкой труб можно экспериментировать. Так как трубы плохо гнутся, их можно укладывать не только по спирали, а и зигзагом. Среди преимуществ, пластиковые трубы легко и быстро поддаются пайке.
Из шланга
Чтобы сделать солнечный коллектор для душа своими руками понадобится резиновый шланг. Вода в нем нагревается очень быстро, поэтому его тоже можно использовать в качестве теплообменника. Это самый экономичный вариант при изготовлении коллектора своими руками. Шланг или полиэтиленовая труба укладывается в короб и прикрепляется хомутами.
Так как шланг скручен по спирали, в нем не будет происходить естественная циркуляция воды. Чтобы использовать в данной системе ёмкость для накопления воды, необходимо оснастить её циркуляционным насосом. Если это дачный участок и горячей воды уходит немного, то того её количества, которое буде поступать в трубу, может оказаться достаточно.
Из банок
Теплоносителем солнечного коллектора из алюминиевых банок выступает воздух. Банки соединяются между собой, образуя трубу. Чтобы сделать солнечный коллектор из пивных банок нужно обрезать днище и верх каждой банки, состыковать их между собой и склеить герметиком. Готовые трубы помещаются в деревянный короб и накрываются стеклом.
В основном, воздушный солнечный коллектор из пивных банок используют для устранения сырости в подвале или для обогрева теплицы. В качестве теплонакопителя можно использовать не только пивные банки, а и пластиковые бутылки.
Из холодильника
Солнечные водогрейные панели своими руками можно соорудить из непригодного холодильника или радиатора старого авто. Конденсатор, извлеченный из холодильника, надо хорошо промыть. Горячую воду, полученную таким способом, лучше использовать только для технических целей.
На дно короба расстилается фольга и резиновый коврик, потом на них укладывается конденсатор и закрепляется. Для этого можно применить ремни, хомуты, либо то крепление, которым он был прикреплен в холодильнике. Для создания давления в системе не помешает установить над баком насос или аквакамеру.
Видео
Вы узнаете, как сделать солнечный коллектор своими руками, из следующего видео.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Солнечный коллектор своими руками.
Устройство вакуумного коллектора
Еще один вид водяных солнечных нагревателей изготавливается с применением современных технологий и передовых технических решений, а потому относится к высокой ценовой категории. Таких решений в коллекторе реализовано два:
Идеальный вариант защитить абсорбер для коллектора от тепловых потерь – это заключить его в вакуум. Медная трубка, наполненная хладагентом и покрытая абсорбирующим слоем, помещена внутрь колбы из прочного стекла, воздух из пространства между ними откачан. Концы медной трубки входят в трубу, через которую протекает теплоноситель. Что происходит: хладагент под воздействием солнечных лучей закипает и обращается в пар, он поднимается по трубке вверх и от соприкосновения с теплоносителем сквозь тонкую стенку снова переходит в жидкость. Ниже показана рабочая схема коллектора:
Фокус в том, что в процессе превращения в пар вещество поглощает гораздо больше тепловой энергии, чем при обычном нагреве. Удельная теплота парообразования любой жидкости выше, нежели ее удельная теплоемкость, а потому вакуумные солнечные коллекторы весьма эффективны. Конденсируясь в трубе с проточным теплоносителем, хладагент передает ему всю теплоту, а сам стекает вниз за новой порцией энергии солнца.
Благодаря своему устройству вакуумные нагреватели не боятся низких температур и сохраняют свою работоспособность даже на морозе, а потому могут применяться в северных регионах. Интенсивность нагрева воды в этом случае ниже, чем летом, так как зимой на землю поступает меньше тепла от солнца, часто мешает облачность. Понятно, что изготовить стеклянную колбу с откачанным воздухом в домашних условиях просто нереально.
Чертежи конструкций
Приступаем к работе
Прежде чем сооружать солнечный коллектор, необходимо произвести соответствующие расчеты и определить, как много энергии он должен производить. Но от самодельной установки ждать высокого КПД не стоит. Сориентировавшись, что его будет достаточно – можно приступать.
Работу можно поделить на несколько основных этапов:
Чтобы изготовить коробку под солнечный коллектор своими руками, следует заготовить обрезную доску толщиной 25-35 мм и в ширину 100-130 мм. Дно ее следует сделать текстолитовым, оснастив его ребрами. Оно также должно быть хорошо теплоизолированное при помощи пенопласта (но предпочтение отдают минеральной вате), накрытого оцинкованным листом.
Еще 4 эффективных способа альтернативного отопления дома
О которых вы можете узнать в нашей следующей статье
Подготовив короб, настает пора мастерить теплообменник. Следует придерживаться инструкции:
Остается соорудить накопитель под солнечный коллектор. Его роль может исполнять герметичная емкость, объем которой варьируется около 150-400 л. Если найти одну такую бочку не удается, можно сварить между собой несколько небольших.
Как и коллектор, накопительный бак основательно изолируют от потерь тепла. Остается изготовить аванкамеру – небольшой сосуд объемом 35-40 л. Он должен оснащаться падающим воду устройством (шарнирным краном).
Остается самый ответственный и важный этап – собрать коллектор воедино. Сделать это можно таким образом:
Наступает самый ответственный этап – необходимо соединить все составляющие воедино и подключить к готовой системе водопроводную сеть. Для этого потребуется посетить магазин сантехники и приобрести необходимые фитинги, переходники, сгоны и прочую запорную арматуру. Высоконапорные участки рекомендуют соединять трубой диаметром 0.5 дюйма, низконапорные – 1 дюйм.
Введение в эксплуатацию выполняется следующим образом:
Как сделать селективное покрытие
Высокоэффективный коллектор имеет высокую степень поглощения солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, после чего нагревают ее. Чем меньше излучения отталкивается от абсорбера солнечного коллектора, тем больше тепла остается в гелиосистеме.
Чтобы обеспечить достаточную аккумуляцию тепла требуется создать селективное покрытие. Вариантов производства несколько:
Гелиосистемы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут обойтись окрашиванием абсорбера в черный цвет при помощи обычной краски. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. Экономить на краске нельзя.
Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше
Изготовить в домашних условиях солнечный коллектор, способный по техническим характеристикам и показателям сравниться с заводской продукцией нереально. С другой стороны, если требуется просто обеспечить достаточным количество воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно для работы простейшего самодельного водонагревателя.
Что касается жидкостных коллекторов, работающих зимой — то даже не все заводские гелиосистемы могут работать при низких температурах. Всесезонные системы, это чаще всего устройства с вакуумными тепловыми трубками, с повышенным КПД, способные работать до температуры –50°С.
Заводские гелиоколлекторы часто укомплектовываются поворотным механизмом, автоматически подстраивающим угол наклона и направленность панели по сторонам света, в зависимости от расположения Солнца.
Эффективный солнечный водонагреватель тот, что полностью соответствует поставленным перед ним задачам. Для подогрева воды на 2-3 человек летом, можно обойтись обычным гелиоколлектором, изготовленным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую гелиосистему.
Инструкция по сборке
В первую очередь необходимо определить габариты будущего устройства. Поэтому рекомендовано тщательно провести точный расчет площади, на которой будет находиться устройство. Важным фактором при расчете является определение интенсивности солнечного излучения. В наиболее холодных регионах энергия солнца ослаблена, в южных регионах страны – повышена. Также на расчеты влияет местоположение дома, теплицы или других источников, в которых будет располагаться агрегат. Еще одним немаловажным фактом считается материал нагревательного контура. Чем ниже показатель материала – тем меньше температура воздушного или водяного потока.
Принято считать, что чем больше солнечный аппарат по своим габаритам, тем лучше работоспособность устройства. Но стоит учесть, что батареи, выполненные своими руками, обладают очень низким КПД.
Процесс сборки
Главные этапы работы:
Введение в эксплуатацию;
Производство короба
Для коробки понадобится обрезная доска 30х120 мм ±5 мм. Днище короба делают текстолитовым, оснащая его специальными ребрами. Благодаря пенопласту создается хорошая теплоизоляция. Дно покрывают оцинкованным листом.
Разрешено заменять пенопласт минеральной ватой.
Производство теплообменника
Производство накопителя
В качестве данного устройства можно использовать непроницаемый сосуд объемом 140-380 л.
Разрешено использовать как цельнокроеную бочку, так и различные сваренные конструкции. Накопительный бак следует изолировать от тепловых потерь. Аванкамера должна быть оснащена шарнирным краном – механизмом, подающим жидкость. Объем аванкамеры должен быть равен 36-40 л.
Агрегатирование
Введение в эксплуатацию
Готовую конструкцию необходимо подсоединить к водопроводу.
Для окончательной сборки понадобится специальная запорная арматура в виде различных переходников, сгонов или фитингов. Высоконапорные участки солнечной батареи соединяют специальными трубами диаметром 0,5 дюймов. Для низконапорных участков рекомендовано применять трубы диаметром 1 дюйм.
После сборки и проверки конструкции можно приступать к эксплуатации;
Виды солнечных коллекторов
Стандартное устройство имеет вид металлической пластины, которая помещена в пластмассовый или стеклянный корпус. Поверхность этой пластины аккумулирует солнечную энергию, задерживает тепло и передаёт его для различных бытовых нужд: отопление, подогрев воды и т.д. Интегрированные коллекторы бывают нескольких видов.
Накопительные
Накопительные коллекторы ещё называют термосифонными. Такой солнечный коллектор своими руками без насоса получается наиболее выгодным. Его возможности позволяют не только подогревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне некоторое время.
Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые находятся в теплоизоляционном ящике. Баки накрыты стеклянной крышкой, через которую пробиваются солнечные лучи и подогревают воду. Этот вариант наиболее экономичен, прост в эксплуатации и в обслуживании, но его эффективность в зимнее время практически равна нулю.
Плоские
Ппредставляет собой большую металлическую пластину – абсорбер, который находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор своими руками будет более эффективен при использовании именно крышки из стекла. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает.
Внутри ящика присутствует термоизоляция, что позволяет значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому она покрыта аморфным полупроводником, который значительно увеличивает показатель аккумуляции тепловой энергии.
При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками, часто отдают предпочтение именно плоскому интегрированному устройству. Впрочем, он не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для домашних нужд и отопление помещения. Плоский – самый широко используемый вариант. Абсорбер для солнечного коллектора своими руками предпочтительно делать из меди.
Жидкостные
Из названия понятно, что главным теплоносителем в них выступает именно жидкость. Водяной солнечный коллектор своими руками делается по следующей схеме. Через поглощающую солнечную энергию металлическую пластину, тепло передаётся по прикрепленным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или прямо к потребителю.
К пластине подходят две трубы. Через одну из них подаётся холодная вода из бака, а через вторую в бак поступает уже подогретая жидкость. У труб обязательно должны присутствовать отверстия входа и выхода. Такую схему подогрева называют замкнутой.
Когда же подогретая вода напрямую подаётся для удовлетворения нужд пользователя – такую систему называют разомкнутой.
Неостекленные чаще применяются для нагрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует закупки дорогих материалов – сгодится резина и пластмасса. У остекленных КПД выше, поэтому они способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой.
Воздушные
Воздушные устройства экономичнее вышеперечисленных аналогов, использующих воду в качестве теплоносителя. Воздух не замерзает, не подтекает и не кипит как вода. Если в такой системе происходит утечка, она не приносит столько проблем, однако определить где она произошла довольно сложно.
Самостоятельное изготовление не обходится потребителю дорого. Солнцеприемная панель, которая накрывается стеклом, нагревает воздух, который находится между ней и теплоизоляционной пластиной. Грубо говоря, это плоский коллектор, имеющий внутри пространство для воздуха. Внутрь поступает холодный воздух и под действием солнечной энергии подаётся потребителю тёплый.
Такие варианты долговечны и надёжны и обслуживать их проще, чем устройства, которые используют жидкость в качестве теплоносителя. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для отопления теплицы солнечным коллектором подойдёт как раз такой вариант.
Установка Станилова – как изготовить самостоятельно?
В Европе востребованными являются установки для отопления дома, производимые по чертежам Станислава Станилова – известного изобретателя и инженера из Болгарии. Собрать такой солнечный коллектор своими руками можете и вы, руководствуясь далее приведенной схемой выполнения работ:
После этого нужно будет сделать тепловой накопитель и специальную аванкамеру. Функцию первого может выполнять любая герметичная емкость объемом 150–400 литров. Допускается брать несколько баков и соединять их между собой. Аванкамеру несложно сделать из сосуда (обязательно герметичного) объемом 40 и более литров. В нее следует поместить обычный шар-кран, используемый в сливном бачке унитаза. Он необходим для формирования небольшого, но постоянного давления в камере.
Сборка изделия своими руками
Накопитель самодельного устройства для отопления дома теплоизолируют и ставят в заранее подготовленный короб из фанеры. Расстояние между его стенками и накопительным баком заполняют пенопластом, минеральной ватой. Некоторые умельцы используют для изоляции и обычные древесные опилки, чтобы снизить стоимость конструкции. Теперь можно приступать к сборке и установке коллектора. Сначала монтируете аванкамеру и накопитель в одну конструкцию. В накопителе уровень воды должен быть по отношению к уровню в аванкамере ниже на 0,8–0,9 метров.
Затем подсоединяете к составляющим коллектора трубы: подпитки накопителя, подачи воды (горячей) к смесителям, подачи воды (холодной) к аванкамере и к смесителям, ввода холодной воды и две дренажные – для аванкамеры и для накопителя. На участки с малым напором воды рекомендуется ставить трубные изделия сечением 1 дюйм, с высоким напором – 1/2 дюйма. Для подсоединения труб используются сгоны, тройники, переходники, фитинги. Здесь нужно смотреть по ситуации, какие элементы приобретать, монтируя коллектор для отопления частного дома.
Изготовление коллектора дома
Конструкцию можно соорудить из разных подручных материалов и в домашних условиях, например из старого змеевика от холодильника:
Система для обогрева дома и нагрева воды эффективна и может с успехом применяться на дачных участках. При необходимости устройство может быть собрано и установлено в домашних условиях самостоятельно.
Общие принципы нагрева воздуха ультрафиолетовыми солнечными лучами
Солнечное отопление относится к возобновляемой энергетической системе, которая собирает энергию от солнца в форме тепла, а не использует её для производства электроэнергии, например, при помощи солнечных фотоэлектрических элементов.
Такие нагревательные системы используются для местного подогрева воды и воздуха. Технологии обогрева обеспечивают циркуляцию нагретого воздуха или жидкости в системе лучистого отопления через трубопроводы в стенах или полах, чтобы тепло могло естественным образом обогреть внутренние помещения.
Известны два типа систем, использующих энергию ультрафиолетовых солнечных лучей:
Пассивные нагреватели могут иметь два варианта исполнений — коллекторы и пластины. Пластины генерируют энергию при помощи фотополупроводниковых элементов, которая используется для привода насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя. Воздушный солнечный коллектор нагревает воздух в трубах, откуда он за счёт разницы в объёмах перемещается в теплообменник и бак. Далее нагретый воздух естественным или принудительным путём поступает в помещения.
Определяемся с размерами коллектора
Теперь подведем итог, перечислим все необходимые для сборки эффективного самодельного коллектора материалы:
Важно заранее определиться с габаритами вашего коллектора исходя из его размеров, заранее рассчитайте требуемое количество трубок, переходов и других материалов (проще говоря, общую производительность монтируемого устройства). Вычислите количество воды, которое потребуется для обеспечения теплового обмена во всей системе
Чтобы это сделать определитесь заранее, в каких целях будет использоваться коллектор – либо это только помывка посуды, либо для душа, либо для обеспечения покрытия всех хозяйственных нужд горячего водоснабжения в вашем доме. Для подогрева воды в целях помывки посуды или принятия душа будет достаточно собрать коллектор размерами 200 х 100 сантиметров, расстояние между трубками в змеевике должно составить от 8 до 10 сантиметров.
Основные сведения о самодельных солнечных коллекторах
Профессиональные агрегаты имеют КПД порядка 80-85%, но нужно учитывать тот факт, что стоят они довольно дорого, а приобрести материалы для сборки самодельного коллектора может себе позволить практически каждый.
В данном отношении все зависит от особенностей конструкции, которые определяются и просчитываются в индивидуальном порядке.
Сборка агрегата не требует наличия сложных в обращении и труднодоступных инструментов и дорогостоящих материалов.
Инструменты для самостоятельной сборки солнечного коллектора
Существует несколько разновидностей рассматриваемой конструкции. Они отличаются друг от друга эффективностью и итоговой стоимостью. При любых обстоятельствах самодельный агрегат будет стоить на порядок дешевле, чем заводская модель с аналогичными характеристиками.
Одним из наиболее оптимальных вариантов является вакуумный солнечный коллектор. Это наиболее бюджетный и простой в своем исполнении вариант.
Как установить солнечный коллектор
После того как устройство куплено, главным вопросом становится установка и подключение солнечных коллекторов своими руками. При эксплуатации в летний период устройство можно применять для летнего душа и хозяйственных потребностей.
При использовании принципа естественной циркуляции жидкости, коллектор ставится ниже уровня бака для горячей воды. Разница в высоте обычно составляет 80-100 см. Движение воды обеспечивается расхождением в плотности воды с разной температурой.
Коллектор соединяется с баком при помощи труб, диаметр которых не меньше 3/4 дюйма. Для стенок бака потребуется теплоизоляция. Применяют минвату слоем 10 см и полиэтилен, который компенсирует отсутствие крыши. Эксперты рекомендуют применять навес, защищающий бак от влаги снаружи.
Если вас интересует пошаговая сборка солнечных коллекторов своими руками, то надо помнить, что естественное движение воды может быть неэффективным, особенно при большом расстоянии между баком и поглощающей солнце поверхностью. Чтобы компенсировать этот недостаток, целесообразно поставить насос циркуляционного типа.
Оснащение систем работающих с солнечными коллекторами автоматикой
Специфика работы гелиоустановок, постоянно меняющиеся исходные данные (время года, погодные условия и так далее) не обеспечивают стабильности параметров (температура, расход теплоносителей и других), что требует включению в схему установки управляющих систем.
Электронные устройства типа контроллера на основании анализа температуры в определенных местах схемы установки дают команды на открытие/закрытие клапанов, включают/выключают насосные установки для выбора оптимального движения теплоносителя по контуру. Так, например, при превышении температуры воды в накопительном баке теплоносителя, контроллер остановит его движение по контуру, прекратив потери тепла, которое могло бы сбрасываться в окружающую среду через коллектор.
Как сделать рабочий солнечный коллектор из сотового поликарбоната своими руками
На многих приусадебных участках можно увидеть так называемый летний душ. Его конструкция довольно проста – небольшая емкость, расположенная на здании, заполняется водой. По мере воздействия солнечных лучей она нагревается до нужной температуры. Но не всегда удобно ждать несколько часов, пока вода будет приемлемой температуры. Поэтому зачастую эту конструкцию немного модифицируют, добавляя в нее солнечный коллектор.
Он представляет собой панель, внутри которой располагается сеть трубопроводов. С внутренней стороны находится утеплитель (для уменьшения тепловых потерь), а с наружной – защитное стекло. Оно же выполняет другую функцию – создает внутри коллектора парниковый эффект. Под действием солнечных лучей вода в трубках нагревается, а защитные слои минимизируют потери энергии.
Для изготовления устройства по подобной схеме понадобятся специальные инструменты, значительные финансовые затраты и большой объем работы. Поэтому «народными умельцами» была разработана альтернативная модель из ячеистого поликарбоната. Его специфика заключается в использовании полостей вместо медных трубок. Если правильно обеспечить подачу воды в полость и ее дальнейший забор для использования, то подобная конструкция может заменить дорогие заводские модели.
Как сделать солнечный коллектор из поликарбоната своими руками и что для этого потребуется? Прежде чем приступить к разработке плана по изготовлению, следует узнать ряд важных отличий и ограничений для этой модели солнечной установки.
Зная эти нюансы, можно начать изготовление.
Для выполнения работы потребуются следующие расходные материалы:
Нужно выбирать модели с сотами, в которых и будет нагреваться вода. Стандартные размеры листа составляют 12000*1000 мм. Лучше всего делать конструкцию с габаритными размерами 2000*1000. Т.е. для этого понадобится две заготовки — в одной из них будет нагреваться вода, а вторая послужит внешней защитой.
От размера сот будет зависеть полезный объем коллектора. Оптимальным считаются листы толщиной от 4 до 8 мм. Для них объем жидкости на 1 м² соответственно составит 35 и 80 л. При выбранных габаритах, ее вес в заполненном состоянии будет оптимален.
Трубы ПВХ, гибкие шланги и фитинги
Оптимальным считается труба из ПВХ (32 мм) с резьбовым соединением. Ее длина должна составлять 2050 мм (50 мм для подключения). Фитинги и гибкие шланги необходимы для соединения коллектора с системой подачи и забора воды.
Каркасный профиль для гипсокартона и листы пенопласта
Обработка поверхности осуществляется угловым шлифовальным инструментом (болгаркой), соединение отдельных элементов выполняется с помощью термоклея.
Перед выполнением работ важно правильно сориентироваться в расположении сот. Они должны идти горизонтально, что обеспечит равномерный нагрев воды
Сначала нужно сделать в трубах продольные разрезы. Для этого они фиксируются струбцинами. Необходимо обеспечить максимально ровные линии разреза, для чего используется специальная дисковая пила для болгарки с небольшими зубьями.
В полученные вырезы вставляется лист поликарбоната, который будет выполнять функции солнечного коллектора
Важно установить край листа в трубу не до упора – он должен заходить во внутреннюю полость максимум на ¼ диаметра
Обязательно необходимо провести контрольные испытания коллектора до установки защитного каркаса. С помощью фитингов и гибких шланг он подключается к накопительному баку с водой, который должен быть заполнен максимально. Конструкция устанавливается в наклонном положении и проверяется наличие протечек. Если они отсутствуют – можно приступать к следующему этапу.
В качестве материала изготовления рамы применяются оцинкованные профили для гипсокартона. Они подбираются по ширине, которая должна соответствовать суммарной толщине 2-х листов поликарбоната и пенопласта. Чаще все используются изделия с габаритами 40*75*40.
Сначала укладывается теплоизоляционный слой из пенопласта, который с помощью шурупов крепится к профилю. Затем поверх него ложится коллектор и защитный лист. Для жесткости рекомендуется установить поперечные рейки.
Выводы и полезное видео по теме
Процесс изготовления элементарного солнечного коллектора:
Как собрать и ввести в эксплуатацию гелиосистему:
Естественно, самостоятельно сделанный солнечный коллектор не сможет конкурировать с промышленными моделями. Используя подручные материалы, довольно сложно добиться высокого КПД, которым обладают промышленные образцы. Но и финансовые затраты будут гораздо меньше по сравнению с приобретением готовых установок.
Тем не менее, самодельная солнечная система отопления существенно повысит уровень комфорта и сократит расходы на энергию, которая вырабатывается традиционными источниками.
Имеете опыт в сооружении солнечного коллектора? Или остались вопросы по изложенному материалу? Пожалуйста, поделитесь информацией с нашими читателями. Оставлять комментарии можно в форме, расположенной ниже.
