Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    0
    703

    Делаем солнечный коллектор своими руками

    Концепция энергетически эффективного дома предполагает создание, внедрение и эксплуатацию возобновляемых источников энергии. Все большее распространение стали получать собранные солнечный коллектор своими руками, которые не так давно встречались крайне редко.

    Постоянное совершенствование гелиосистем, существенное падение цен на них привило к еще большему появлению их в обыденной жизни. Стоимость заводских моделей сегодня соизмерима с затратами, необходимыми на обустройство классической системы отопления. Однако такую технологию может сделать каждый самостоятельно.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Принцип работы солнечного коллектора

    Если кратко описать принцип работы коллектора – он необходим для захвата солнечной тепловой энергии. В дальнейшем она концентрируется и используется человеком.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Коллекторная система состоит из следующих составляющих:

    • Тепловой аккумулятор (обычная емкость под жидкость)
    • Теплообменный контур
    • Непосредственно коллектор

    Жидкий или газообразный теплоноситель циркулирует по коллектору. Полученная энергия нагревает его и, посредством смонтированного бака-аккумулятора, передает тепло воде.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Нагретая жидкость хранится в баке до того, покуда она не будет использована. Сфера ее применения очень широка – от обычных хозяйственных нужд до отопления дома. Чтобы вода быстро не остывала, необходимо качественно тепло изолировать емкость.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Циркуляцию воды в коллекторе делают одним из двух способов: естественным или принудительным способом. В баке-аккумуляторе может монтироваться дополнительный элемент, нагревающий жидкость, который будет включаться при достижении низких температур окружающей среды и поддерживать температуру воды, например, зимой, когда солнцестояние непродолжительное.

    Вводное виде о устройстве водонагревателя

    Виды солнечных коллекторов

    Планируя солнечный коллектор своими руками и установить в доме, необходимо определиться с типом конструкции:

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Модели, у которых теплоносителем является воздух, используются крайне редко. Это связано со свойствами жидкости — тепло она проводит значительно лучше, чем газ. Воздушные коллекторы чаще делают плоской формы, чтобы воздух, контактируя с поглощающим устройством, естественным образом нагревался.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    схема воздушного солнечного коллектора

    Вакуумные солнечные коллекторы

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Вакуумные модели самые сложные. Вместо коробки, которая покрывается стеклом, у него используются большие по габаритам трубки из стекла. Внутри них имеются трубочки с меньшим диаметром, в которых находится абсорбер, собирающий тепловую энергию. Между трубками – вакуум, он выполняет роль теплоизолятора.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    схема вакумного солнечного коллектора

    Плоские солнечные коллекторы

    Самым распространенным является плоский солнечный коллектор, внутри которого располагается специальный абсорбирующий слой, помещенный в стеклянную коробку. Он соединяется с трубками, по которым перемещается жидкий теплоноситель (чаще пропилен-гликоль).

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    схема плоского солнечного коллектора

    Но решаясь смастерить солнечный коллектор своими руками, необходимо понимать, что сделать столь сложные устройства невозможно, аналогичные промышленным. К тому же, их КПД будет значительно ниже, меньше эксплуатационный срок, но и материальные вложения тоже.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Хотите узнать больше про альтернативное отопление дома ?

    Читайте так же, о том как сделать отопление дома на солнечных батареях

    Чертежи конструкций

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    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:

    1. Изготовить короб
    2. Изготовить радиатор или теплообменник
    3. Изготовить аванкамеру и накопитель
    4. Собрать коллектор

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    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.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    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:

    1. Необходимо подготовить 15 тонкостенных металлических трубок длиной 160 см и две дюймовые трубы длиной 70 см
    2. В обоих утолщенных трубках сверлятся отверстия диаметра меньших трубок, в которые они будут устанавливаться. При этом нужно следить за тем, чтоб они были по одной стороне соосны, максимальный шаг между ними 4.5 см
    3. Следующий этап – все трубки нужно собрать в единую конструкцию и надежно сварить
    4. Теплообменник монтируется на лист оцинковки (ранее прикрепленный к коробу) и фиксируется при помощи стальных хомутов (можно сделать металлические зажимы)
    5. Днище короба рекомендуют покрасить в темный цвет (например, черный) – он будет лучше поглощать солнечное тепло, но чтобы снизить тепловые потери, внешние элементы красятся белым
    6. Завершить монтаж коллектора необходимо установкой покровного стекла около стенок, при этом не забыв о надежной герметизации стыков
    7. Между трубками и стеклом оставляется расстояние, равное 10-12 мм

    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).

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Остается самый ответственный и важный этап – собрать коллектор воедино. Сделать это можно таким образом:

    1. Вначале необходимо установить аванкамеру и накопитель. Необходимо следить, чтоб уровень жидкости в последнем был на 0.8 м ниже, чем в аванкамере. Так как воды в таких устройствах может собираться немало, необходимо продумать, каким образом они будут надежно перекрываться
    2. Коллектор размещается на крыше дома. Исходя из практики, рекомендуется делать это на южной стороне, наклонив установку под углом 35-40 градусов к горизонту
    3. Но нужно учитывать, что между накопителем и теплообменником расстояние не должно превышать 0.5-0.7 м, иначе потери будут слишком существенны
    4. В конце должна получиться следующая последовательность: аванкамера обязана располагаться выше накопителя, последний – выше коллектора

    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:

    1. Установка заполняется водой посредством нижнего дренажного отверстия
    2. Подсоединяется аванкамера и регулируются уровни жидкости
    3. Необходимо пройтись вдоль системы и проверить, чтобы не было утечек
    4. Все готово к повседневной эксплуатации

    Солнечный коллектор из змеевика холодильника

    Солнечный коллектор своими руками можно смастерить из обычного змеевика, снятого со старого холодильника. Для работы потребуется подготовить:

    1. Непосредственно змеевик
    2. Рейки и фольга для каркаса
    3. Бочка или бак для воды
    4. Резиновый коврик
    5. Запорная арматура (вентили, труб и т. д.)
    6. Стекло

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Промыв змеевик от фреона, необходимо сбить вокруг реечный каркас. Его точные размеры будут зависеть от размера рабочего узла, который был демонтирован с холодильника. Коврик необходимо подогнать под рейки, среди которых змеевик должен свободно располагаться.

    На резиновый коврик (дно каркаса) укладывается фольгирующий слой. Затем змеевик фиксируют при помощи винтовых хомутов. В стенках проделываются отверстия, через которые будут проходить трубы. Повысить продуктивность можно за счет герметизации стыков герметикам.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Дно также укрепляется рейками. Сверху монтируется стекло и фиксируют при помощи скотча. Чтобы не волноваться, можно вырезать несколько алюминиевых пластинок и сделать из них прижимы.

    Видео о техническом устройстве и испытании солнечного коллектора:

    Такое сооружение, как солнечный коллектор своими руками, может существенно повысить уровень комфорта в загородном доме или на даче. Пусть незначительно, но оно снижает траты на потребляемую энергию, вырабатываемую классическими источниками энергии.

    Рассказываем как сделать солнечный коллектор для отопления своими руками

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Всевозможные солнечные коллекторы разрабатываются с применением новейших технологий и современных материалов. Благодаря таким устройствам происходит преобразование солнечной энергии. Полученная энергия может нагревать воду, отапливать помещения, теплицы и оранжереи.

    Аппараты можно укреплять на стенах, крышах частного дома, теплицы. Для больших помещений рекомендовано приобретать фабричные устройства. Сейчас гелиосистемы постоянно совершенствуются. Поэтому солнечные батареи сильно подают в цене, привлекая внимание потребителей. Стоимость фабричных устройств почти равноценна финансовым затратам, потраченным на их изготовление. Повышение цены происходит только из-за финансовой накрутки перекупщиков. Стоимость коллектора соизмерима с денежными затратами, которые потребуются на установку классической системы отопления.

    Аппараты можно соорудить своими руками.

    На сегодняшний момент изготовление таких устройств набирает все большую популярность. Стоит заметить, что эффективность самодельного аппарата по своему качеству сильно уступает фабричным устройствам. Но обогреть небольшое помещение, частный дом или хозяйственные постройки агрегат, выполненный своими руками, может легко и быстро.

    Вводное видео об устройстве водонагревателя

    Принцип работы

    На сегодняшний момент разработаны различные виды гелиоколлекторов.

    Но принцип водонагрева идентичен – все устройства работают по одной разработанной схеме. В хорошую погоду лучи солнца начинают нагревать теплоноситель. Он проходит по тонким изящным трубочкам, попадая в бак с жидкостью. Теплоноситель и трубочки размещаются по всей внутренней поверхности бака. Благодаря такому принципу происходит нагревание жидкости, находящейся в аппарате. Позже нагретую воду разрешено применять на бытовые нужды. Таким образом, можно отапливать помещение, использовать нагретую жидкость для душевых кабин как горячее водоснабжение.

    Температуру воды можно контролировать разработанными датчиками. Если произошло слишком сильное охлаждение жидкости, ниже заданного уровня, то автоматически включится специальный резервный подогрев. Солнечный коллектор можно подключить к электрическому или газовому котлу.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Представлена схема работы, подходящая для всех солнечных водонагревателей. Такое устройство отлично подойдет для отопления небольшого частного дома. На сегодняшний момент разработано несколько устройств: плоские, вакуумные и воздушные приспособления. Принцип действия таких устройств очень схож. Происходит нагрев теплоносителя от солнечных лучей с дальнейшей отдачей энергии. Но в работе наблюдается очень много различий.

    Видео о различных видах альтернативных источниках отопления

    Плоский коллектор

    Нагревание теплоносителя в таком устройстве происходит благодаря пластинчатому абсорберу. Он представляет собой плоскую пластину теплоемкого металла. Верхняя поверхность пластины в темный оттенок специально разработанной краской. К нижней части устройства приварена змеевидная трубка.

    При помощи нее происходит циркуляция жидкости.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Солнечный коллектор для отопления дома своими рукамиТемная селективная краска, покрывающая верхнюю поверхность пластины, поглощает мощные солнечные лучи. Отражение солнца сводится к минимуму. Поглощенная энергия прогревает теплоноситель под абсорбером. Чтобы минимизировать потери тепла – можно применить теплоизоляцию корпуса при помощи закаленного стекла. Такой материал содержит минимальное количество окислов железа. Стекло крепят над абсорбером. Устройство служит верхней крышкой корпуса. Также закаленное стекло создает «парниковый эффект» в виде изолирующей теплицы. Это значительно увеличивает нагрев абсорбера, повышая температуру теплоносителя. Такое устройство отлично подойдет для отопления частного дома. Также агрегат устанавливается в теплицы, душевые кабины, садовые оранжереи и парники .

    Вакуумный коллектор

    По сравнению с плоским устройством, вакуумный коллектор имеет другую конструкцию. Основными рабочими элементами принято считать вакуумированные трубки, а также теплоноситель. Благодаря высокоселективному покрытию стеклянная поверхность устройства поглощает большое количество солнца. Солнечная энергия начинает быстро нагревать внутренний теплоноситель. Ликвидация теплопотерь происходит при помощи вакуумной прослойки. Аккумулированное тепло проходит через теплосборник, двигаясь к самой системе устройства.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Полученную энергию можно применять для нагрева жидкости в накопительном баке.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Солнечный коллектор для отопления дома своими рукамиЕсли рассматривать работу в целом, то вакуумный коллектор обладает наибольшей производительностью, по сравнению с плоским устройством. Агрегат можно устанавливать на крышу частного дома, в оранжереи, теплицы, парники, летние душевые кабины.

    Самым лучшим изолятором считается вакуум.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Воздушный коллектор

    Воздушный коллектор является одной из самых успешных разработок. Но солнечные батареи воздушного типа встречаются очень редко. Такие устройства не пригодны для отопления дома или горячего водоснабжения. Их применяют для кондиционирования воздуха. Теплоносителем является кислород, который нагревается под воздействием солнечной энергии. Солнечные батареи данного типа идентифицируются с ребристой стальной панелью, выкрашенной в темный оттенок. Принцип действия данного устройства представляет собой натуральную или автоматическую подачу кислорода в частные дома. Кислород при помощи солнечных излучений прогревается под панелью, создавая при этом кондиционирование воздуха.

    Разрешено устанавливать воздушный коллектор можно в частные дома, коммерческие помещения.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Плюсы гелиосистем

    • Сокращение расхода электроэнергии минимум в 2-3 раза;
    • Из-за сильного истощения природных ресурсов агрегаты, выполненные своими руками, могут стать незаменимыми источниками отопления;
    • В воздушный аппарат, для придания специфических определенных ароматических свойств, разрешено добавлять дополнительные вещества. В воду плоского и вакуумного коллектора доливают антифризы. Они помогают не замерзать жидкости при низкой атмосферной температуре;

    Видео про техническое устройство и испытание аппарата

    Минусы гелиосистем

    • Недавнее введение устройств в эксплуатацию;
    • Невозможность установки агрегатов в некоторых регионах из-за часового пояса, длины светового дня, расположения местности, погодных условий;
    • В большинстве случаев устройство, выполненное своими руками, рекомендовано применять только как дополнительный источник энергии. Использовать солнечные батареи для полной генерации тепла нецелесообразно;

    Схема подключения солнечной установки:Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Что понадобится?

    Для того чтобы изготовить воздушный, плоский или вакуумный агрегат своими руками, понадобятся :

    • Температурные датчики, находящиеся в устройстве и накопителе;
    • Переходники для подключения системы к холодному водоснабжению;
    • Водосток для горячего водоснабжения;
    • Специальные температурные датчики для подогрева жидкости;
    • Расширительный бак;
    • Циркуляционный насос;
    • Солнечный регулятор;

    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:

    • Производство короба;
    • Производство специального теплообменника, а также радиатора;
    • Производство накопителя и аванкамеры;
    • Агрегатирование;

    Введение в эксплуатацию;

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    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

    • Понадобятся металлические трубки. Длина труб должна быть не менее 1,6 м. Количество: 15 штук. Также в работе необходимо использовать две дюймовые трубы длиной 0,7 м.
    • В утолщенных трубках следует просверлить небольшие отверстия с идентичным диаметром меньших труб. Отверстия понадобятся для установки труб. Высверленные отверстия должны быть соосными, расположенными на одной оси. Их максимальный шаг должен составлять не более 4,5 см.
    • Все необходимые для работы трубки необходимо собрать в целую конструкцию. Для надежности их сваривают при помощи сварочного аппарата.
    • На оцинковку, прикрывающую дно короба, монтируют теплообменник. Для надежности его можно зафиксировать металлическими зажимами или стальными хомутами.
    • Для лучшего поглощения лучей дно конструкции выкрашивают в темный оттенок. Внешние составляющие конструкции выкрашивают в светлый оттенок. Отлично подойдет белый оттенок. Он помогает снизить потерю тепла.
    • Около перегородок устанавливается покровное стекло. Стыки тщательно герметизируют.
    • Среднее расстояние между элементами конструкции равно 11 мм.

    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.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Агрегатирование

    • В первую очередь устанавливаются накопитель и аванкамера. Высота воды в аванкамере должен быть на 0,8 м выше, чем в накопителе. Необходимо продумать устройство перекрытия жидкости.
    • Коллектор, предназначенный для отопления, закрепляется на каркасе строения. Устройство, предназначенное для нагрева воды, можно разместить на крыше теплицы, оранжереи или дома. Для размещения устройства выбирают южную сторону. Установка должна иметь наклон к горизонту, равный 35-40°.
    • Расстояние между теплообменником и накопителем должно быть не более 50-70 см. В ином случае потери солнечной энергии будут сильно ощутимы.
    • Коллектор должен располагаться ниже накопителя, а накопитель ниже аванкамеры.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    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.

    • При помощи нижнего дренажного отверстия конструкция заполняется водой;
    • К устройству присоединяется аванкамера;
    • Производится урегулирование уровней жидкости;
    • Рекомендовано произвести проверку батареи на утечку воды;

    После сборки и проверки конструкции можно приступать к эксплуатации;

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Изготовление или покупка готового решения?

    Самодельные устройства, предназначенные для отопления и нагрева воды, обладают низким КПД. Поэтому такие конструкции рекомендовано использовать для обогрева теплицы, цветочной оранжереи, небольшого частного помещения. Воздушный, плоский или вакуумный аппарат может значительно повысить уровень комфорта на даче или в загородном доме. Аппараты снижают затраты на электроэнергию, потребляемую обычными источниками питания. Благодаря введению новых технологий, применение гелиосистем набирает все большие обороты. Но для холодных регионов страны следует приобретать фабричные конструкции.

    Готовые солнечные батареи обладают наиболее высокой эффективностью по сравнению с самодельными аппаратами.

    Как сделать солнечный коллектор для отопления своими руками

    Солнечный коллектор представляет собой устройство, основным функциональным назначением которого является преобразование солнечной энергии в тепловую. В техническом плане он довольно прост. Поэтому с определенным уровнем знаний сделать солнечный коллектор для отопления своими руками не составит большого труда.

    Принцип работы и конструкционные особенности

    Современные гелиосистемы применяются в качестве вспомогательного отопительного оборудования, перерабатывающего солнечное излучение в полезную владельцам дома энергию. Они способны полностью обеспечить горячее водоснабжение и отопление в холодное время года только в южных регионах. И то, если занимают достаточно большую площадь и установлены на открытых, не затененных деревьями площадках.

    Несмотря на большое количество разновидностей, принцип работы у них одинаковый. Любая гелиосистема представляет собой контур с последовательным расположением приборов, поставляющих и тепловую энергию и передающих ее потребителю. Основными рабочими органами являются солнечные батареи на фотоэлементах или солнечные коллекторы, об изготовлении которых речь пойдет в этой статье.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Солнечные коллекторы пока служат вспомогательными поставщиками энергии. Полностью переключать отопление дома на гелиосистему опасно из-за невозможности прогнозировать четкое количество солнечных дней

    Коллекторы представляют собой систему трубок, соединенных последовательно с выходной и входной магистралью или выложенных в виде змеевика. По трубкам циркулирует техническая вода, воздушный поток или смесь воды с какой-либо незамерзающей жидкостью. Циркуляцию стимулируют физические явления: испарение, изменение давления и плотности от перехода из одного агрегатного состояния в другое и др.

    Сбор и аккумуляция солнечной энергии производится абсорберами. Это либо сплошная металлическая пластина с зачерненной наружной поверхностью, либо система отдельных пластин, присоединенных к трубкам.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Принцип действия солнечных коллекторов основан на получении и накапливании солнечной энергии, сообщаемой теплоносителю

    Для изготовления верхней части корпуса, крышки, используются материалы с высокой способностью к пропусканию светового потока. Это может быть оргстекло, подобные полимерные материалы, закаленные виды традиционного стекла.

    Надо сказать, что полимерные материалы довольно плохо переносят влияние ультрафиолетовых лучей. Все виды пластика имеют достаточно высокий коэффициент теплового расширения, что часто приводит к разгерметизации корпуса. Поэтому, использование подобных материалов для изготовления корпуса коллектора стоит ограничить.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Для того чтобы исключить потери энергии с тыльной стороны прибора в короб укладывается теплоизоляция

    Вода в качестве теплоносителя может применяться только в системах, предназначенных для поставки дополнительного тепла в осенне/весенний период. Если планируется круглогодичное использование гелиосистемы перед первым похолоданием техническую воду меняют на смесь ее с антифризом.

    Если солнечный коллектор устанавливается для обогрева небольшого строения, не имеющего связи с автономным отоплением коттеджа или с централизованными сетями, сооружается простейшая одноконтурная система с нагревательным прибором в начале ее. В цепочку не включают циркуляционные насосы и нагревательные устройства. Схема предельно проста, но работать она может лишь солнечным летом.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    В воздушных гелиосистемах в качестве теплоносителя используется воздух. Каналы для его движения можно сделать из обычного профлиста (кликните для увеличения)

    При включении коллектора в двухконтурное отопление все гораздо сложнее, но и диапазон пригодных для пригодных для применения дней существенно увеличен. Коллектор обрабатывает только один контур. Преобладающая нагрузка возлагается на основной отопительный агрегат, работающий на электроэнергии или любом виде топлива.

    Несмотря на прямую зависимость солнечных приборов от количества солнечных дней, они востребованы, и спрос на солнечные устройства стабильно повышается. Популярны они среди народных умельцев, стремящихся направить все виды природной энергии в полезное русло.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Для изготовления солнечного коллектора можно воспользоваться готовой схемой, можно построить собственную пилотную модель и опробовать ее на практике (для увеличения кликните)

    Классификация по температурным критериям

    Существует достаточно большое количество критериев, по которым классифицируют те или иные конструкции гелиосистем. Однако, для приборов которые можно сделать своими руками и использовать для горячего водоснабжения и отопления, наиболее рациональным будет разделение по виду теплоносителя. Так, системы могут быть жидкостными и воздушными. Первый вид чаще применим.

    Кроме этого часто используется классификация по температуре, до которой могут нагреваться рабочие органы коллектора:

    • Низкотемпературные. Варианты, способные нагревать теплоноситель до 50ºС. Применяются для подогрева воды в емкостях для полива, в ванных и душевых в летнее время и для повышения комфортных условий в прохладные весенне-осенние вечера.
    • Среднетемпературные. Обеспечивают температуру теплоносителя в 80ºС. Их можно использовать для обогрева помещений. Эти варианты наиболее подходят для обустройства частных домов.
    • Высокотемпературные. Температура теплоносителя в таких установках может доходить до 200-300ºС. Используются в промышленных масштабах, устанавливаются для обогрева производственных цехов, коммерческих зданий и др.

    В высокотемпературных гелиосистемазх используется довольно сложный процесс передачи тепловой энергии. К тому же они занимают внушительное пространство, чего не может позволить себе большинство наших любителей загородной жизни. Процесс изготовления их трудоемок, реализация требует специализированного оборудования. Самостоятельно сделать подобный вариант гелиосистемы практически невозможно.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Высокотемпературные солнечные батареи на фотоэллектирческих преобразователях в домашних условиях сделать довольно сложно

    Собственноручное изготовление солнечного коллектора

    Изготовление солнечного прибора собственными руками — увлекательный процесс, приносящий массу выгод. Благодаря ему можно рационально применять бесплатное солнечное излучение, решить несколько важных хозяйственных задач. Разберем специфику создания плоского коллектора, поставляющего в отопительную систему нагретую воду.

    Материалы для самостоятельной сборки

    Наиболее простой и доступный материал для самостоятельной сборки карпуса солнечного коллектора — деревянный брусок с доской, фанерой, плитами ОСП или подобными вариантами. В качестве альтернативы можно применить стальной или алюминиевый профиль с аналогичными листами. Металлический корпус обойдется несколько дороже.

    Материалы должны соответствовать требованиям, которые предъявляются к конструкциям, используемым на открытом воздухе. Срок эксплуатации солнечного коллектора варьируется от 20 до 30 лет. Соответственно, материалы должны обладать определенным набором эксплуатационных характеристик, которые позволят использовать конструкцию в течении всего срока.

    Если корпус выполнять из дерева, то долговечность материала можно обеспечить путем пропитки водно-полимерными эмульсиями и покрытием лакокрасочными материалами.

    Основным принципом, которым следует руководствоваться при проектировании и сборке солнечного коллектора, является доступность материалов в отношении цены и возможности приобрести. То есть, их можно либо найти в свободной продаже, либо самостоятельно изготовить из доступного сырья.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Самый недорогой и простой вариант материалов для изготовления корпуса — применение пиломатериалов и стружечных плит

    Нюансы устройства теплоизоляции

    Для предотвращения потерь тепловой энергии на дно короба монтируется изоляционный материал. Это может быть пенопласт либо минеральная вата. Современная промышленность выпускает достаточно обширную номенклатуры изоляционных материалов. Для утепления короба можно использовать фольгированные варианты утеплителей. Таким образом можно обеспечить и теплоизоляцию и отражение солнечных лучей от фольгированной поверхности.

    Если в качестве изоляционного материала используется жесткая плита пенопласта или пенополистирола, для укладки змеевика или системы труб можно вырезать канавки. Обычно абсорбер коллектора укладывается на теплоизоляцию сверху и накрепко фиксируется к днищу корпуса способом, зависящим от использованного в изготовлении корпуса материала.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Теплоизоляция служит для уменьшения потерь тепловой энергии через дно корпуса. Прибор в металлическом корпусе изготавливать без теплоизоляции нерационально

    Теплоприемник солнечного коллектора

    Это абсорбирующий элемент. Он представляет собой систему труб, в которых происходит нагрев теплоносителя, и деталей, выполненных чаще всего из листовой меди. Оптимальным материалов для изготовления теплоприемника считаются медные трубы. Домашние мастера изобрели более дешевый вариант — спиральный теплообменник из полипропиленового шланга.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Интересное бюджетное решение — абсорбер гелиосистемы из гибкой полимерной трубы. Для соединения с устройствами на входе и выходе применяются подходящие фитинги

    Выбор материалов, из которых можно изготовить теплообменник солнечного коллектора, достаточно широк. это может быть теплообменник старого холодильника, полиэтиленовые трубы, которые используются для водопровода, стальные панельные радиаторы и пр. Важным критерием для эффективности является теплопроводность материала, из которого изготовлен теплообменник.

    Для самостоятельного изготовления оптимальным вариантом является медь. Она обладает теплопроводностью, которая составляет 394 Вт/м². У алюминия этот параметр варьируется от 202 до 236 Вт/м².

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Медные трубы считаются наиболее оптимальным вариантом для изготовления теплоприемника по теплотехническим качествам и износоустойчивости

    Однако, большая разница в параметрах теплопроводности между медными и полипропиленовыми трубами, вовсе не означает, что теплообменник с медными трубами будет выдавать в сотни раз большие объемы горячей воды.

    При равных условиях производительность теплообменника из медных труб будет на 20% эффективнее, нежели производительность металлопластиковых вариантов. Так что, теплообменники, изготовленные из полимерных труб, имеют право на жизнь. К тому же, такие варианты обойдутся гораздо дешевле.

    Вне зависимости от материала труб, все соединения как сварные, так и резьбовые, должны быть герметичны. Трубы можно располагать как параллельно друг к другу, так и в виде змеевика. Расположение труб в виде змеевика уменьшает количество соединений, что снижает вероятность протечек и обеспечивает более равномерное движение потока теплоносителя.

    Верх короба, в котором находится теплообменник, закрывается стеклом. В качестве альтернативы можно использовать современные материалы, типа акрилового аналога или монолитного поликарбоната. Светопрозрачный материал может быть не гладким, а рифленым или матовым.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    В классическом варианте короб с коллектором закрывается закаленным стеклом, оргстеклом, поликарбонатом или подобным материалом. Народные умельцы приноровились вместо стекла использовать полиэтилен

    Такая обработка снижает отражающие способности материала. Кроме того, этот материал должен выдерживать значительные механические нагрузки. В промышленных образцах подобных гелиосистем используется специальное солярное стекло. Такое стекло характеризуется низким содержанием железа, что обеспечивает меньшие потери тепловой энергии.

    Накопительный бак или аванкамера

    В качестве накопительного бака можно использовать любую емкость с объемом от 20 до 40 литров. Подойдет ряд несколько меньших по объему резервуаров, соединенных трубами в последовательную цепочку. Накопительный бак рекомендовано утеплять, т.к. нагретая на солнце вода в емкости без изоляции будет быстро терять тепловую энергию.

    По сути, теплоноситель в отопительной гелиосистеме должен циркулировать без аккумуляции, т.к. полученную от него тепловую энергию нужно расходовать в период получения. Накопительная емкость скорее выполняет функцию распределителя нагретой воды и аванкамеры, поддерживающей стабильность давления в системе.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Накопительная емкость в гелиосистемах работает в качестве распределителя воды и резервуара, поддерживающего давление

    Этапы сборки гелиосистемы

    После изготовления коллектора и подготовки всех составляющих конструкционных элементов системы можно приступать к непосредственному монтажу.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Один из вариантов устройства змеевика из полипропиленовых труб с фитингами и тройниками поможет быстро собрать солнечный коллектор (кликните для увеличения)

    Работа начинается с установки аванкамеры, которую, как правило, размещают в самой высокой из возможных точке: на чердаке, отдельно стоящей вышке, эстакаде и т.д. При установке следует учесть, что после заполнения жидким теплоносителем системы, эта часть конструкции будет иметь достаточно большой вес. Поэтому, следует убедится в надежности перекрытия или усилить его.

    После установки емкости приступают к установке коллектора. Этот конструкционный элемент системы располагают на южной стороне. Угол наклона, относительно линии горизонта, должен составлять от 35 до 45 градусов. После установки всех элементов их обвязывают трубами, соединяя в единую гидравлическую систему. Герметичность гидравлической системы является важным критерием, от которого зависит эффективная работа солнечного коллектора.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    По схеме сборки гелиосистемы для поставки воды в летний душ можно соорудить конструкцию, чтобы подогревать воду для полива или создавать комфортные условия прохладными вечерами (кликните для увеличения)

    Для соединения конструктивных элементов в единую гидравлическую систему используются трубы с диаметром дюйм и полдюйма. Меньший диаметр используется для устройства напорной части системы. Под напорной частью системы понимается ввод воды в аванкамеру и вывод нагретого теплоносителя в систему отопления и горячего водоснабжения. Остальная часть монтируется при помощи труб большего диаметра.

    Для предотвращения потерь тепловой энергии трубы следует тщательно изолировать. Для этой цели можно использовать пенопласт, базальтовую вату либо фольгированные варианты современных изоляционных материалов. Накопительная емкость и аванкамера, так же, подлежат процедуре утепления.

    Наиболее простым и доступным вариантом утепления накопительной емкости, является сооружение вокруг нее короба из фанеры или досок. Пространство между коробом и емкостью следует заполнить теплоизоляционным материалом. Это может быть шлаковата, смесь соломы с глиной, сухие опилки и пр.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Гелисистема устанавливается так, чтобы солнечные коллекторы были расположены на самой освещенной стороне дома или участка

    Испытание перед вводом в эксплуатацию

    После монтажа всех элементов системы и утепления части конструкций можно приступать к заполнению системы жидким теплоносителем. Первоначальное наполнение системы следует производить через патрубок, расположенный в нижней части коллектора. То есть, наполнение происходит снизу в верх. Благодаря таким действиям можно избежать возможного образования воздушных пробок.

    Вода или другой жидкий теплоноситель поступает в аванкамеру. Процесс наполнения системы заканчивается тогда, когда из дренажной трубы аванкамеры начинает литься вода. При помощи поплавкового клапана можно отрегулировать оптимального уровня жидкости в аванкамере. После наполнения системы теплоносителем он начинает нагреваться в коллекторе.

    Процесс повышения температуры происходит даже в пасмурную погоду. Нагретый теплоноситель начинает подниматься в верхнюю часть накопительного бака. Процесс естественной циркуляции происходит до тех пор, пока температура теплоносителя, который поступает в радиатор, не выровняется с температурой носителя, выходящего из коллектора.

    При расходе воды в гидравлической системе будет срабатывать поплавковый клапан, находящийся в аванкамере. Таким образом, будет поддерживаться постоянный уровень. При этом холодная вода, поступающая в систему, будет находится в нижней части емкости накопителя. Процесс перемешивания холодной и горячей воды практически не происходит.

    В гидравлической системе следует предусмотреть установку запорной арматуры, которая будет препятствовать обратной циркуляции теплоносителя из коллектора в накопитель. Это происходит в том случае когда температура окружающей среды опускается ниже, чем температура теплоносителя. Такую запорную арматуру, как правило, используют в ночное и вечернее время.

    Подводка к местам потребления горячей воды осуществляется при помощи стандартных смесителей. Обычные одинарные краны лучше не использовать. В солнечную погоду температура воды может доходить до 80 градусов. Пользоваться такой водой, текущей из обычного крана, довольно неудобно. Таким образом смесители позволят существенно сэкономить горячую воду.

    Производительность такого солнечного водонагревателя можно повысить путем добавления дополнительных секций коллекторов. Конструкция вполне позволяет монтировать от двух до неограниченного количества штук.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Производительность гелиосистемы увеличивается путем установки большего количества солнечных коллекторов

    В основе такого солнечного коллектора для отопления и горячего водоснабжения лежит принцип парникового эффекта и, так называемый, термосифонный эффект. Парниковый эффект используется в конструкции нагревательного элемента. Солнечные лучи беспрепятственно проходят через прозрачный материал верхней части коллектора и преобразуются в тепловую энергию.

    Тепловая энергия оказывается в замкнутом пространстве благодаря герметичности короба секции коллектора. Термосифонный эффект используется в гидравлической системе, когда нагретый теплоноситель поднимается в верх, при этом вытесняя холодный теплоноситель и заставляя его двигаться в зону нагрева.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Благодаря термосифонному эффекту в системе происходит естественная циркуляция теплоносителя

    Производительность солнечного коллектора

    Основным критерием, который влияет на производительность гелиосистем, является интенсивность солнечного излучения. Количество падающего на определенную территорию потенциально полезного солнечного излучения, называется инсоляцией.

    Величина инсоляции, в разных точках земного шара варьируется в достаточно широких пределах. Для определения средних показателей этой величины существуют специальные таблицы. Они отображают среднюю величину солнечной инсоляции длят ого или иного региона.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Данные по солнечной инсоляции в определенном регионе можно получить из специальных карт и таблиц (кликните для увеличения)

    Кроме величины инсоляции на производительность системы влияет площадь и материал теплообменника. Еще одним фактором, влияющим на производительность системы является объем накопительного бака. Оптимальным объем бака рассчитывается исходя из площади адсорберов коллектора.

    В случае с плоским коллектором это общая площадь труб, которые находятся в коробке коллектора. Эта величина, в среднем значении, равняется 75 литрам объема бака, на один м² площади трубок коллектора. Накопительная емкость является своеобразным тепловым аккумулятором.

    Цены на заводские приборы

    Львиная доля финансовых затрат на сооружение подобной системы приходится на изготовление коллекторов. Это не удивительно, даже в промышленных образцах гелиосистем около 60% стоимости приходится на этот конструкционный элемент. Финансовые затраты будут зависеть от выбора того или иного материала.

    Надо отметить, что подобная система не в состоянии отопить помещение, она лишь поможет сэкономить на затратах, помогая подогреть воду в системе отопления. Она сможет, как минимум, полностью обеспечить горячей водой в течении 6-7 месяцев. Учитывая довольно большие затраты энергии, которые расходуются на нагрев воды, солнечный коллектор, интегрированный в систему отопления, существенно снижает подобные затраты.

    Солнечный коллектор для отопления дома своими руками

    Солнечный коллектор довольно просто интегрируется в систему отопления и горячего водоснабжения

    Для ее изготовления используются довольно простые и доступные материалы. К тому же, подобная конструкция является полностью энергонезависимой и не нуждается в техническом уходе. Уход за системой сводится к периодическому осмотру и очистке стекла коллектора от загрязнений.

    Видео по изготовлению солнечных коллекторов

    Процесс изготовления элементарного солнечного коллектора:

    Как собрать и ввести в эксплуатацию гелиосистему:

    Естественно, самостоятельно сделанный солнечный коллектор не сможет конкурировать с промышленными моделями. Использую подручные материалы довольно сложно добиться высокого КПД, которым обладают промышленные образцы. Но и финансовые затраты будут гораздо меньше, по сравнению с приобретением промышленных установок. Тем не менее, сделанный самостоятельно солнечный коллектор существенно повысит уровень комфорта и сократит расходы на энергию, которая вырабатывается классическими источниками.

    Понравилась статья? Поделитесь ей

    Это все хорошо, но в нашей стране как это выглядит юридически, мне интересно? Предположим, я все это соорудил, сделал, все работает, а потом сосед, которому я сто рублей когда-то не отдал, увидит всю эту систему и начнется — одни контролирующие органы, другие, если вообще не полиция. Еще не хватало штрафа получить или еще что хуже. Так что сначала было бы неплохо знать юридическую сторону вопроса.

    Экономия энергии — дело нужное. Однако как для солнечных коллекторов, так и для солнечных батарей есть ряд ограничений: эффективностью они обладают только в регионах с достаточным количеством солнечных дней. Мало того, не стоит забывать о необходимости продумать и устроить средства защиты этих батарей от града. Помимо прочего, надо еще и грамотно организовать и проводить их регулярную чистку.

    Бесплатные консультации инженера по обустройству технологических сетей Задать свой вопрос

    Источники: http://v-teplo.ru/solnechnii-kollektor.html, http://generatorexperts.ru/alternativnye-istochniki/solnechnyj-kollektor-dlya-otopleniya-svoimi-rukami.html, http://sovet-ingenera.com/eco-energy/sun/solnechnyj-kollektor-dlya-otopleniya-svoimi-rukami.html

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here