Пристрій нагрівача із сонячним колектором. Як зробити сонячний колектор для опалення своїми руками: покрокове керівництво

Але принцип водонагрівання ідентичний – всі пристрої працюють за однією розробленою схемою. У хорошу погоду промені сонця починають нагрівати теплоносій. Він проходить тонкими витонченими трубочками, потрапляючи в бак з рідиною. Теплоносій та трубочки розміщуються по всій внутрішній поверхні бака. Завдяки такому принципу відбувається нагрівання рідини в апараті. Потім нагріту воду можна використовувати на побутові потреби. Таким чином можна опалювати приміщення, використовувати нагріту рідину для душових кабін як гаряче водопостачання.

Температуру води можна контролювати розробленими датчиками. Якщо надто сильне охолодження рідини нижче заданого рівня, то автоматично включиться спеціальний резервний підігрів. сонячний колекторможна підключити до електричного або газового казана.

Представлено схему роботи, яка підходить для всіх сонячних водонагрівачів. Такий пристрій відмінно підходить для опалення невеликого приватного будинку. На сьогоднішній момент розроблено кілька пристроїв: плоскі, вакуумні та повітряні пристрої. Принцип дії таких пристроїв дуже схожий. Відбувається нагрівання теплоносія від сонячного проміння з подальшою віддачею енергії. Але у роботі спостерігається дуже багато відмінностей.

Відео про різні види альтернативних джерел опалення

Плоский колектор

Нагрівання теплоносія у такому пристрої відбувається завдяки пластинчастому абсорберу. Він є плоскою пластиною теплоємного металу. Верхня поверхня пластини у темний відтінок спеціально розробленою фарбою. До нижньої частини пристрою приварена змієподібна трубка.

Використовувати безкоштовну сонячну енергіюдля опалення та гарячого водопостачання будинку досить привабливо. Зробити це можна за допомогою геліоустановки, головним елементом якої є сонячний колектор. Але одним із стримувальних факторів використання геліоустановок є їхня відносно велика вартість. Але їх можна зробити самостійно. Тому, в цій статті ми розповімо про принцип їхньої роботи, види, а також як зібрати та виготовити сонячний колектор своїми руками для опалення будинку та забезпечення його гарячою водою з різних підручних матеріалів.

Принцип роботи та види сонячних колекторів

Сонячні колектори є теплообмінниками, які вловлюють енергію Сонця і перетворюють її, залежно від їх виду, на теплову енергію рідини або повітря, що циркулюють в них. Нагріті в колекторі рідина або повітря використовуються для гарячого водопостачання або опалення будинку безпосередньо або через додаткові теплообмінники, наприклад, бойлери непрямого нагріву. Головне завдання будь-якого такого колектора: якнайбільше «зловити» сонячну енергію і з найменшими втратами передати його теплоносію, що циркулює в ньому.

Види геліоколекторів

По виду теплоносія, що циркулює і нагрівається в них, сонячні колектори можуть бути:

• Рідинними;
• Повітряними.

за конструктивним особливостямта виду теплообмінної поверхні вони можуть бути:

• у вигляді ємності;
• Трубними;
• Плоськими;
• Вакуумні.

Рідиннісонячні колектори, як випливає з їхньої назви, у робочому стані заповнені рідиною, яка циркулює та нагрівається в них. Це може бути звичайна вода або рідина, що незамерзає (антифриз). У першому випадку, нагріта вода може подаватися безпосередньо в систему гарячого водопостачання, накопичувальну ємність або в бойлер непрямого нагріву, а в другому випадку - тільки в бойлер. Такі колектори можуть використовуватися для забезпечення будинку гарячою водою, так і для його опалення. Все залежить від потужності геліоустановки.

ПовітряніГеліоколектори використовуються, головним чином, для опалення будинку. Холодне повітря з приміщення подається до такого колектора, нагрівається там і подається назад у приміщення за допомогою природної або примусової циркуляції.

Більшість із цих видів сонячних колекторів можна виготовити самостійно. Виявивши фантазію, їх виготовлення можна використовувати різні підручні матеріали: пластикові чи металеві ємності, труби, шланги, б/у радіатори і навіть пивні банки. Нижче ми розглянемо кілька конструкцій сонячних колекторів, які можна виготовити своїми руками, використовуючи ці та інші підручні матеріали.

Сонячний колектор із металевої або пластикової ємності

Найпростіший сонячний колектор можна виготовити своїми руками із металевої або пластикової ємності об'ємом 50-100 л. Це так званий літній душ, який досить поширений у сільскої місцевостіта на дачах.

Сонячний колектор для нагрівання води з металевих бочок

Найкращим металевим варіантом такого колектора буде ємність із нержавіючої сталі, пофарбована зовні у чорний колір. Щоправда, вартість такої нової ємності є досить високою. Тому можна використовувати б/в ємності. Наприклад, зварити бак із двох нержавіючих ємностей від старих пральних машин. Можна використовувати і ємності із чорного металу, оцинковані або забарвлені водостійкою фарбою. Пластикові ємності хороші тим, що мають невелику вагу і не піддаються корозії, але вони недовговічні, оскільки пластик погано переносить ультрафіолетове випромінювання.

Бочка встановлюється на південній стороні даху будинку або над літнім душем. Якщо бочка не герметична, то підведення холодної та забір нагрітої здійснюється знизу. Тиск теплої води в точці забору визначатиметься висотою установки та рівнем води у бочці. Вона наповнюється холодною водою, яка протягом деякого часу нагрівається, а потім використовується.

Якщо бочка герметична, подача холодної води здійснюється знизу, а паркан теплої — вгорі. Така ємність підключається до системи холодного водопостачання (насосної станції) і при заборі нагрітої води в бочку надходить із системи холодна, витісняючи теплу у верхню частину.

Перевага такого сонячного колектора у простоті. Його нескладно зробити своїми руками. Якщо бочка циліндричної форми, вона добре освітлюється сонячними променями протягом усього дня.

Недоліки даної конструкції:

• Використовувати можна тільки в теплий часроку;
• малоефективна у вітряну погоду та коли сонце закрите хмарами;
• Велика інерційність - відносно тривале нагрівання води;
• Нагріта вдень вода вночі остигає.

Як виготовити та зібрати сонячний колектор з металевих труб

Простий та ефективний сонячний колектор можна виготовити своїми руками із тонкостінних металевих трубок: сталевих, мідних чи алюмінієвих. Він є трубчастим теплообмінником (радіатором), який поміщається в теплоізольовану коробку з дощок, фанери або ДСП.

Кращим матеріаломдля виготовлення радіатора геліоколектора безумовно є мідь. Вона має відмінну теплопередачу і не схильна до корозії. Але цей матеріал досить дорогий. Алюмінієві трубки, хоча дешевші за мідні, але можуть виникнути труднощі при їх зварюванні.

Дешевше і найпростіше виготовити теплообмінник із сталевих труб. Їх можна зварити за допомогою звичайного зварювального апарату. Для виготовлення такого радіатора можуть бути використані сталеві труби діаметром? - 1″. При цьому, для підведення холодної та відведення нагрітої води використовуються труби більшого діаметру і з більшою товщиною стінок, а для самого теплообмінника – меншого діаметра та з меншою товщиною стінок.

Схема радіатора сонячного колектора із труб

Розміри радіатора сонячного колектора, а отже, довжина труб залежить від необхідної потужності. Але якщо зробити його занадто великим і громіздким, то можуть виникнути труднощі з його збиранням та встановленням. Тому, найкраще, якщо його розміри будуть у межах: ширина – 0,8-1 м, а висота 1,5-1,6 м. Потужність такого колектора буде в межах 1,2-1,4 кВт. Якщо вам необхідно збільшити потужність геліоустановки, то можна виготовити кілька таких колекторів і з'єднати їх між собою.

У цьому випадку для виготовлення радіатора сонячного колектора нам знадобляться дві товстостінні труби діаметром ? - 1? довжиною 0,8-1м і 12-18 тонкостінних трубок діаметром? -? і довжиною 1,5-1,6 м.

У товстостінних трубах, які будуть служити для підведення та відведення води, свердляться отвори під тонкостінні труби меншого діаметру з кроком 3-4,5 см. Один кінець такої труби глушиться, а до іншого приварюється або нарізається в ньому різьблення.

Труби зварюються в одну конструкцію радіатора та фарбуються чорною матовою фарбою.

Тепер потрібно виготовити теплоізольований короб для радіатора. Для цього можна використовувати стійку вологостійку фанеру, плити ДСП, OSB або обрізні дошки. Але найкраще підійшла б водостійка фанера (ФСФ).

Розміри короба розраховуються з урахуванням розмірів радіатора, шару утеплювача та зазорів між ними. Висота бортів короба повинна враховувати товщину утеплювача, самих труб, а також відстань їх від днища і короб скла, що закриває, або полікарбонату (10-12 мм). У верхньому торці бортів проводиться вибірка (паз) під скло або полікарбонат. В одному з бічних бортів робляться отвори для труб підведення та відведення води. Елементи короба в одну конструкцію з'єднуються за допомогою шурупів.

Як утеплювач можна взяти пінополістирол, звичайний (пінопласт) або екструдований, а також мінеральну вату щільністю не менше 25. Шар утеплювача (не менше 5 см) монтується зсередини на днищі та з боків короба. Зверху на нього укладається лист оцинкованого металу або шар товстої фольги, які також фарбуються у чорний матовий колір.

Радіатор кріпиться у коробі за допомогою хомутів або затискачів, наявність яких необхідно передбачити ще на етапі виготовлення короба. Місце розташування та розміри хомутів залежать від конструкції радіатора та розміру труб.

Зверху короб накривається склом чи полікарбонатом. Накриття укладається в пази (вибірку) та надійно кріпиться. Усі стики герметизуються.

Сонячний колектор готовий. Його необхідно встановити на південній стороні будинку із нахилом до горизонту 35-45⁰. На його базі можна виготовити геліоустановку, яка включає теплоізольований накопичувач теплої води ємністю 100-200 літрів або бойлер непрямого нагріву.

Встановлення готового сонячного колектора

Колектор із пластикових або металопластикових труб

Сонячний колектор своїми руками можна виготовити також використовуючи пластикові ПНД або ПП труби. Теплопередача пластику хоча і менше, ніж у металевих на 13-15%, зате він набагато дешевше міді і не схильний до корозії, як чорна сталь.

Для виготовлення простого сонячного колектора своїми руками труби ПНД діаметром 13-20 мм можна укласти у коробі у вигляді спіралі, закріпити за допомогою хомутів та пофарбувати у чорний колір.

Варіант сонячного колектора із пластикових ПНД труб

Поліпропіленові труби гнуться погано, але їх просто з'єднувати за допомогою паяння, використовуючи спеціальні фітинги. Підводні труби (горизонтальні колектори) можна виготовити з ПП труб діаметром 25 мм, а сам теплообмінник із труб діаметром 20 мм. Готовий радіатор сонячного колектора фарбуємо в чорний колір і монтуємо в короб, який виготовляється так само, як у варіанті з металевими трубами.

Можна також виготовити радіатор для сонячного колектора з металу. пластикових труб. При цьому їх можна з'єднати за допомогою фітингів, за тією ж схемою, що і ПП-труби або укласти зигзагами («змійкою») або у вигляді спіралі. Другий варіант простіше. Але необхідно пам'ятати, що радіус вигину металопластикових труб не повинен бути меншим за 7 діаметрів труби.

Варіант сонячного колектора із металопластикових труб

Сонячний колектор із радіатора холодильника

Якщо у вас є радіатор від старого холодильника, його також можна використовувати для виготовлення своїми руками сонячного колектора. Для цього необхідно його ретельно промити, щоб очистити залишки фреону. Під час промивання слід також перевірити його герметичність – чи немає протікання. Якщо вони є, ці місця необхідно загерметизувати холодним зварюванням або запаяти.

Радіатор від старого холодильника

Сам радіатор потрібно пофарбувати чорною матовою фарбою.

Необхідно передбачити також спосіб з'єднання вхідної та вихідної трубок з накопичувальним баком геліоустановки або іншими елементами, залежно від виду. Для цього, наприклад, можна припаяти на кінцях трубок різьблення необхідного розміру або натягнути шланги гумові, закріпивши їх хомутами.

Підготовлений таким чином радіатор сонячного колектора кріпиться за допомогою хомутів у теплоізольованому коробі, зробленому з урахуванням його розмірів. Сам короб може бути виготовлений так само, як і в попередніх випадках.

Повітряні сонячні колектори для опалення будинку

Крім вищеописаних сонячних колекторів, у яких за допомогою сонячної енергії нагрівається рідина, можна виготовити своїми руками конструкції, в яких нагрівається повітря. Такий сонячний колектор можна використовувати для додаткового опалення будинку. Холодне повітря з приміщення подається в теплообмінник, нагрівається там і подається назад в приміщення.

Теплообмінник для такої геліоустановки може бути виготовлений з листового металу, металевих тонкостінних труб, а також навіть з банок від пива або інших напоїв. Самі конструкції таких колекторів ми розглянемо в іншій статті цієї рубрики.

Як я зробив сонячний колектор своїми руками: Відео

Хороші власники приватних будинків в даний час знаходяться в пошуку можливостей заощадити на підігріві води та на опаленні. Особливо актуально це стає останнім часом, коли ціни на комунальні послугимають стійку тенденцію до зростання чи не кожен квартал. На допомогу приходить сама природа з її невичерпним джерелом енергії – сонячним випромінюванням. Застосовуючи на практиці закони фізики, народні умільці знаходять цікаві способи економії, розробляючи та збираючи сонячні колектори, які під силу зробити, напевно, будь-якому домовласникові самостійно — варто лише докласти небагато сил та вміння.

Сонячний колектор своїми руками може бути виготовлений множинними способами і з самих різних матеріалів, Іноді навіть з тих, які просто «валяються під ногами». Їх конструюють зі звичайних старих пивних банок, пластикових пляшок, шлангів або труб, із застосуванням скла, панелей полікарбонату та інших матеріалів.

Деякі із способів виготовлення колекторів будуть розглянуті нижче, але спочатку варто вивчити схеми підключення – вони, як правило, є приблизно загальними для будь-яких сонячних системнагрівання води.

Схеми підключення сонячного колектора

Ефективна робота системи нагрівання води від сонячних променів залежить не тільки від того, з чого виготовлений колектор, але і наскільки правильно він буде встановлений та підключений. Варіантів схем підключення досить багато, але не варто вишукувати найскладніші, так як цілком можна скористатися базовими, які доступні і зрозумілі.

Літній варіант гарячого водопостачання від сонячного колектора

Ця нескладна схема підключення сонячного колектора застосовна як для підігріву води, так і для домашніх потреб. Якщо гаряча вода потрібна на вулиці у літній споруді, то бак для неї встановлюється також на повітрі. У тому випадку, коли гаряче водопостачання розводиться по будинку, і бак, що акумулює, встановлюється там же.

Ця схема зазвичай передбачає природну циркуляцію води, і в такому випадку батарея-колектор встановлюється нижче на 800 ÷ 1000 мм рівня ємності, куди надходитиме гаряча вода - це повинно забезпечити різницею в щільності холодної та нагрітої рідини. Для з'єднання колектора з баком використовуються труби діаметром не менше ніж ¾ дюйма. Для збереження води в ємності, що акумулює, в гарячому стані, якого вона досягне від нагріву денним сонцем, стінки необхідно добре утеплити, наприклад, мінеральною ватою товщиною в 100 мм і поліетиленом (якщо над бойлером не буде влаштований дах). Але все ж таки краще передбачити для ємності стаціонарне укриття, тому що якщо утеплювач промокне від дощу, то він істотно знизить свої термоізоляційні властивості.

Природна циркуляція не надто хороша для використання в системі із сонячним колектором, оскільки створюється слабка інертність руху води у контурі. А якщо батарея і бак знаходяться досить далеко один від одного, то вода, пройшовши цей шлях, поступово остигатиме. Тому, для підвищення ефективності, часто встановлюється циркуляційний. Цей варіант придатний для зігрівання води тільки в теплу половину року, а на зиму воду з системи доведеться обов'язково злити, інакше, замерзаючи, вона просто розірве. тт карбованці.

"Зимова" схема підключення сонячного підігріву води

Якщо планується використовувати сонячний колектор цілий рік, то щоб у сильні холоди в трубах вода не замерзала, в контур замість неї заливається спеціальний антифриз, тобто незамерзаюча рідина. Схема набуває зовсім іншого вигляду - встановлюється бойлер непрямого нагріву. У цьому випадку нагрітий в сонячному колекторі антифриз проходитиме через меєвик-теплообмінник бойлера, зігріваючи воду, що знаходиться в баку.

У цю систему обов'язково вбудовується і "група безпеки" - автоматичний повітровідвідник, манометр та запобіжний клапан, розрахований на потрібний тиск. Для постійного руху теплоносія зазвичай використовують циркуляційний насос.

Варіант опалення від сонячного колектора

При використанні сонячної теплової енергії для опалення будинку застосовується також бойлер непрямого нагріву, підключений до колектора, а також для додаткового підігріву теплоносія, що працює на твердому паливі або газі. В осінні або весняні дні, коли сонце здатне нагріти теплоносій до потрібної температури, котел можна просто відключати.

Якщо зими в регіоні дуже холодні, то не варто очікувати від колектора великої ефективності, оскільки в цей період мало сонячних днів, а світило знаходиться низько до горизонту. Тому додатковий підігрів теплоносія та гарячої води просто необхідний. Єдине, чим допоможе сонячна батарея заощадити на паливі - це те, що в котел надходитиме не холодна, а вже трохи підігріта вода, а значить для доведення її до потрібної температури потрібно спалювати газу або дров.

Потрібно знати і те, що чим більше за площею зробити сонячний тепловий колектор, тим більше енергії він зможе увібрати. Тому, щоб подібна система змогла виробити достатньо тепла для опалення будинку, розмір площі колектора необхідно довести до 40÷45% загальної площівдома.

Варіант гарячого водопостачання та опалення від сонячного колектора

Щоб задіяти сонячний колектор і для опалення, і для гарячого водопостачання, необхідно об'єднати в системі обидва попередні варіанти, і використовувати для води спеціальний бойлер з додатковою ємністю, яка має змійовик, через який циркулює нагрітий сонячною батареєю теплоносій. Завдяки тому, що внутрішній бак набагато менший за основний, вода в ньому нагрівається від змійовика набагато швидше і віддає тепло в загальну ємність.

Крім цього, бойлер повинен бути підключений до додаткового джерела нагріву - це може бути або електричний котел, або теплогенератор на твердому паливі.

Нестабільність температури, яку створює сонячна батарея, може сприяти перегріву теплоносія або, навпаки, надто швидкому охолодженню в контурах опалення та водопостачання. Щоб цього не сталося, вся система має керуватись автоматикою. У розведення встановлюється контролертемператури, який може або перенаправляти потоки теплоносія, або включати або вимикати циркуляційні насоси, або здійснювати інші керуючі операції.

У наведеній вище схемі такий температурний контролер позначений, як регулятор.

Отже, зі схемами підключення (обв'язування) загалом ясність існує. А ось тепер є сенс розглянути кілька варіантів самостійного виготовлення сонячних колекторів.

Ціни на сонячні колектори

Сонячні колектори

Сонячний колектор зі шлангу або гнучкої труби

Ті, хто має приватну оселю з городом або дачу, звичайно ж знають, що вода, що залишилася в тимчасових легких магістралях після поливу грядок, швидко нагрівається. Це позитивна якість шлангів або гнучких труб і використовували народні умільці, створюючи сонячні теплообмінники. Потрібно відзначити, що такий колектор обійдеться у багато разів дешевше за куплений у магазині, але, щоб процес виготовлення пройшов успішно, потрібно докласти деяких зусиль.

Такий колектор може складатися з однієї або декількох секцій, в які укладаються і закріплюються шланги, що щільно згорнуті по спіралі «равликом».

Таку конструкцію можна назвати найпростішою як по конструкції, так і по монтажу. Головним недоліком її можна назвати те, що її практично не можна використовувати без застосування примусової циркуляції, так як при надто великих довжинах контурів труб гідравлічний опір перевищить силу напору, що створюється різницею температур. Однак, вирішити питання із встановленням циркуляційного насоса – зовсім нескладно. І така система, встановлена ​​в заміському будинку, стане чудовою підмогою і швидко окупиться, включаючи витрати (зовсім незначні) на електроживлення насоса.

Використовуються подібні колектори для обігріву води в басейнах. Їх підключають до системи фільтрації, яка обов'язково має насос. Вода, циркулюючи трубами колектора, встигає нагріватися перед вступом у басейн.

В деяких випадках, створюючи всю систему, можна обійтися без встановлення накопичувального бака. Це можливо тоді, коли гаряча вода використовується лише у денний час та у невеликих кількостях. Наприклад, у контурі з 150 м труби, що має внутрішній діаметр 16 мм, вміщується 30 літрів води. А якщо п'ять чи шість таких «равликів» із труб буде зібрано в єдину батарею, то протягом дня душ можна приймати по кілька разів кожному члену сім'ї, і гарячої води ще немало залишиться і на господарські потреби.

Якщо у когось залишилися сумніви щодо ефективності такого підігріву води, рекомендуємо подивитися відеоролик, в якому показано випробування колектора зі шлангів:

Відео: ефективність нескладного сонячного колектора

Матеріали для виготовлення

Щоб зробити такий сонячний колектор, потрібно підготувати деякі матеріали. Анітрохи не виключено, що деякі з них знайдуться в сараї або гаражі.

• Гумовий шланг або гнучка пластикова труба чорного кольору, що має діаметр 20 - 25 мм - це по суті головний елемент системи, в якому при циркуляції води відбуватиметься теплообмін. Кількість шлангу залежатиме від величини сонячної батареї - це може бути і 100, і 1000 метрів. Чорний колір шланга кращий тим, що він більше, ніж решта всіх відтінків, поглинає тепло.

Відразу ж слід зазначити, що металопластикові труби не надто підходять для виготовлення колектора, навіть якщо їх покрити чорною фарбою. Справа в тому, що пластичність їх в цьому випадку недостатня - вони заламуються при згинах маленького радіусу і тим самим, навіть якщо не порушується цілісність стін, зменшиться інтенсивність струму води.

Шланги продаються у бухтах по 50, 100 або 200 метрів. Якщо планується виготовити батарею великого об'єму, то доведеться купувати кілька бухт. У тому випадку, якщо в кожній секції планується використовувати, наприклад 50 або 100 м шланга, то не варто купувати цілу 200-метрову бухту краще придбати готовий шланг. Це допоможе заощадити час під час монтажу.

Шланг може бути покладений не тільки по круглій спіралі, а й овальній, а також у вигляді змійовика.

Як хороша альтернатива можна спробувати і сучасні труби зі зшитого поліетилену РЕХ. У них – непогана пластичність, ну а як надати їм чорний колір, якщо його немає у продажу – неважко придумати.

• Якщо скат даху, на якому встановлюватиметься колекторна батарея, крутий, то для спіралей зі шланга виготовляються спеціальні короби - з брусків, фанери або металевого листа. Для цього знадобиться бруски 40×40 або 40×50 мм, фанера завтовшки 6 мм, або металевий лист в 1,5–2 мм.

Заготівля майбутнього модуля обробляється (дерево) або антикорозійними складами (метал). Потім із них збирається короб на одну або кілька спіралей.

До речі, як бортики короба можна використовувати старі віконні рами, на які просто монтується донна частина.

• Для попередньої обробки металу та деревини необхідно придбати антисептичні, антикорозійні та ґрунтувальні склади.
• Шланги (труби) зазнають чималих навантажень і від маси теплоносія, і від перепадів температур і внутрішнього тиску. Отже, вони намагатимуться порушити укладання, деформуватися, просісти, тому потрібно передбачити спеціальні кріплення для їхньої підтримки в початковому положенні.

Це може бути металева смуга, яку закріплюють між трубами на шурупи.

Інший варіант - це вільне зв'язування щільним шнуром або пластиковим хомутом-«краваткою» з хрестовиною або поперечкою. Але такий метод скріплення більше підходить для пластикової труби, ніж для шланга, так як він може при розширенні гуми провиснути на шнурі. Якщо ж для колектора обраний армований гумовий шланг, цей спосіб цілком підійде для фіксації.

Ще одним варіантом кріплення, що підходить для пластикової труби або армованого шланга, можуть стати цвяхи з широкими капелюшками. Вони можуть забиватися або в дно короба (у цьому випадку воно повинно мати товщину не менше 10 мм), або на своєрідну хрестовину, виготовлену з бруска.

• Необхідно буде підготувати і сполучні елементи для шланга чи труб. Різновидів подібних фітингів досить багато, але потрібно вибрати саме ті, які призначені для вибраного для виготовленняколектор матеріалу.

Крім таких з'єднувачів, будуть потрібні різьбові фітинги для переходу від пластикової або гумової труби на загальну металеву. Таке з'єднання буде необхідно, якщо колектор складатиметься з кількох модулів.

Щоб знати, скільки потрібно з'єднувальних елементів, потрібно заздалегідь викреслити принципову схему створюваної системи та прорахувати їх кількість на ній.

• Для об'єднання всіх модулів в єдину батарею потрібно два колектора - відрізкаметалеві труби. Через один із них, закріплений внизу батареї, в теплообмінники надходитиме холодна вода, а в другому, закріпленому зверху, збиратиметься зігріта.

Верхня труба з'єднуватиметься з накопичувальним баком, тобто йтиме до споживача. Вона повинна мати діаметр 40÷50 мм.

Монтаж батареї

Заготовивши все необхідне, можна приступати до роботи.

• Для початку потрібно обробити антисептичним засобом усі дерев'яні частини майбутньої конструкції.
• Далі, якщо дно модулів буде виготовлене із металевого листа, його потрібно покрити антикорозійним складом. Зазвичай при цьому застосовується мастика, призначена покриття днищ автомобілів.

• Після просихання складів на підготовлених елементах, їх збираються одиночні чи загальні модулі.
• Потім у них укладаються шланги, для чого закріплюються утримувачі.

• Для вільного проходження труб через борти модулів для них просвердлюються отвори - у верхній частині і нижній. Відповідно, у нижній отвір виводиться труба входу холодної води, а у верхнє – виходу підігрітої.
• Якщо монтується кілька модулів по вертикалі, або один загальний, в який укладається кілька «равликів» труби також один над іншим, то нижній кінець кожної зі спіралей з'єднується з верхнім виходом нижче – і за таким послідовним принципом комутується весь «стовпець». Найнижчий кінець з'єднується із загальним металевим колектором, через який надходитиме холодна вода. Таким же чином монтуються і всі сусідні вертикальні ряди – із загальним підключенням до колектора, що подає.

• Відповідно, верхні кінці шлангів верхнього горизонтального ряду модулів з'єднуються з металевою трубою-колектором, по якій здійснюється відведення гарячої води на споживання.
• Спіралеподібний контур колектора може монтуватися і на металевий лист, встановлений не на даху, а біля будинку, з південного боку, або біля басейну, якщо він вимагає підігріву. У цьому випадку металева основа сприятиме швидшому нагріванню води та збереженню тепла в трубах, оскільки має хорошу теплопровідність та теплоємність.

• Ще одним варіантом теплового сонячного колектора може бути укладання контуру на площині даху в спеціальних коробах довгими паралельними рядами по всій довжині покрівлі.

Ціни на труби із зшитого поліетилену.

Труби із зшитого поліетилену

Відео: простий сонячний колектор з лінійним розташуванням труб

Посилює ефект за допомогою пластикових пляшок

На малюнку показано сонячний колектор із шлангів (труб), ефективність дії якого значно збільшена за рахунок використання звичайних пластикових пляшок. У чому тут фішка? А їх одразу кілька:

• Пляшки відіграють роль прозорого кожуха, і не дають повітряним потокам відбирати тепло під час абсолютно непотрібноговзаємного теплообміну. Понад те, повітряні камери самі стають своєрідними акумуляторами тепла. В наявності – парниковий ефект, який активно використовується в агротехніці.
• Округла поверхня пляшки відіграє роль лінзи, що посилює ефект сонячних променів.
• Якщо нижню поверхню пляшки простелити фольгованим матеріалом, що відображає, то можна домогтися ефекту фокусування променів в зоні проходження труби. Нагрів від цього лише виграє.
• Ще один важливий чинник. Пластикова прозора поверхня певною мірою знизить руйнівний негативний вплив ультрафіолетових променів, який ні гума, ні пластик «не люблять». Такий контур має прослужити довше.

Для виготовлення такого сонячного колектора знадобляться:

1 – Гумовий шлаг, металеві або пластикові труби чорного кольору – як теплообмінник.

2 – Пластикові пляшки, які стануть кожухом навколо труб контуру.

3 — У пляшки, в їх половину, яка прилягатиме до основи, може бути вкладена фольга або інший матеріал, що відбиває. Відбиваюча частина повинна дивитися у бік сонця.

4 – Підставку буде нескладно змонтувати з бруска або металевої труби.

5 - Накопичувальний бак для нагрітої води, який повинен бути пов'язаний з точкою забору - кран, душ і т.д.

6 — Місткість для холодної води, яку можна зв'язати із системою водопостачання.

Монтаж сонячного колектора

Складання варіанта, показаного на верхній схемі, проводиться наступним чином:

• Для початку із металевої труби або бруска монтується підставка. Якщо вона виготовляється з дерева, воно повинно бути покрите антисептичним складом, якщо ж з металу, його необхідно обробити антикорозійним засобом. Потрібно прорахувати довжину так, щоб між двома стійками встановлювалася рівна кількість пляшок.
• На стійки, на відстаніширини пляшок, закріплюються горизонтальні планки, на яких можна буде зробити додаткове закріплення для змійовика. Крім цього, вони нададуть каркасу додаткову жорсткість.
• Далі, готується потрібна кількість пластикових пляшок - з них зрізається донна частина таким чином, щоб одна пляшка стороною шийки щільно встала в отвір, що вийшов.

• Береться шланг (труба) необхідної довжини, якої буде достатньо для укладання контуру-змійовикана вже готовому каркасі-підставці.

Відступивши від краю шланга 100 ÷ 150 мм, роблять позначку місця його закріплення. Потім через цей край на трубу надягається необхідна кількість підготовлених пляшок, якого буде достатньо, щоб повністю закрити ділянку протилежної стійки. Пляшки встановлюються щільно одна до одної, таким чином, щоб шийка другий входило в отвір, вирізане в дні попередньої.

• Коли ділянка труби для укладання верхньої ділянки змійовика повністю закрита коробом з пляшок, її край закріплюється зверху на лівій стійці каркаса. Для кріплення можна використовувати кліпси-тримачі для пластикових труб із клямкою, потрібного розміру.

• Якщо є необхідність положення пляшок коригується, так, щоб фольгована половина їх виявилася знизу, у каркаса колектора.
• Потім трубі надається плавний поворот, і вона знову замикається на кліпсу.
• Наступним етапом на трубу знову надягають пляшки, і вона закріплюється вже на лівій стійці. Такої послідовник дотримуються й надалі, доки вся рама не буде заповнена змійовиком колектора.
• Тепер залишилося тільки «запакувати» фітинги, через які буде здійснено врізання колектора, що вийшов, до подачі холодної води і до накопичувальної ємності гарячої.

Такий колектор, мабуть, абсолютно не складнийу виготовленні, але може стати гарним «помічником» у приватному будинку, взявши на себе функції підігріву води.

До речі, сонячну енергію можна використовувати не тільки для підігріву води, а й для подачі в приміщення нагрітого повітря. Наприклад, як виготовити самостійно, можна дізнатися, якщо перейти за посиланням на спеціальну публікацію нашого порталу.

Відео - збирання сонячної електростанції своїми руками

Сонячний колектор використовується для поглинання енергії сонячного випромінювання, щоб надалі вона була концентрована, перетворена та використана людиною.

Вироблена енергія застосовується для:

1. Забезпечення нагрівання води та запуску систем опалення житлових приміщень.
2. Забезпечення у басейнах різного типупостійно теплою водою.
3. Обігрів теплиць.
4. Для нагрівання технологічної води, що використовується у промисловості.

Принцип роботи та сфера застосування

Конструкція та матеріали, що використовуються для її створення, спрямовані для максимально можливого споживання сонячної енергії. Після чого вона перетворюється на теплову, і передається для її подальшого використання. у цій системі може бути як повітря, так і спеціальна рідина з незамерзаючими властивостями.

Циркуляція його може бути природною та примусовою.

Колектори використовуються в різних країнахз будь-яким кліматом.

Область їх застосування досить велика:

1. Для дач, котеджів та приватних будинків.
2. Різних виробничих комплексів, незалежно від роду діяльності та масштабу.
3. На автомийках, станціях автозаправок.
4. У дитячих та медичних закладах.
5. На об'єктах залізничного транспорту.
6. У готельних, торгових та розважальних комплексах.
7. У закладах громадського харчування та офісах.

Переваги і недоліки

Колектори мають велику низку переваг, до них можна віднести:

1. Зниження витрат на обслуговування опалювальної системи, та забезпечення його гарячим водопостачанням.
2. Можливість отримання обігріву будинкута гарячої води при перебоях та тимчасовій відсутності електропостачання та подачі газу.
3. Зниження навантаження на опалювальну систему, внаслідок чого відбувається збільшення терміну служби.
4. Економія природних ресурсів та збереження екології.
5. Екологічність системине надає негативного впливуна людину.

Мінусом можна назвати досить високу вартість та непростий монтаж цього обладнання.

Види

Можна виділити два види цих пристроїв. Кожному їх властиві певні характеристики і принципи дії.

Плоский колектор

Подібні колектори виготовляються у вигляді панелі розміром до 2,5 метра,у центрі якої міститься поглинаюча пластина. Виготовляється вона з теплопровідних металів, мідь або алюмінію, що найбільш використовуються для цього. На неї нанесено покриття, якому властива наявність низького коефіцієнта випромінювання.

Це потрібно для найбільшого перетворення сонячних променів у вигляді теплової енергії, при цьому в довкілля її вихід має бути мінімальним. Цей шар, що абсорбує, з'єднується з трубками. Саме по них відбувається циркуляція найчастіше пропілен-гліколю, який виступає як теплоносій.

Також, або вода. Під трубками розташований теплоізоляційний шар. Над поглиначем знаходиться спеціальне захисне геліостекло. Йому характерний мінімальний вміст заліза для найбільшої пропускної спроможності, а корпус посилений листовою сталлю з теплоізоляцією чи алюмінієм.

Використовується цей вид для монтажу на скатних або плоских дахах. Але його можна монтувати в будь-якому місці та положенні. Цей вид найбільш поширений і отримав широке використання для опалювальних систем та нагрівання води.

Трубчастий (вакуумований)

Складається він із окремих трубок.Число їх може бути від 5 до 30 штук. Кожна, з трубок за принципом дії є мініколектора. Усі вони поєднані в одну панель.

Усередині трубки знаходиться ще одна така сама деталь меншого розміру. Між ними створено вакуум. Верхня частина складається з геліостекла та виконує функцію захисту. У неї вбудована платівка поглинача, що складається з міді чи алюмінію. Найменша трубка знаходиться під пластиною, в ній відбувається циркуляція теплоносія. Вакуум у цьому випадку відіграє роль утеплювача.

Такий сонячний колектор діє значно ефективніше порівняно з плоским, за умов низьких атмосферних температур. Але вартість їх значно вища.

Трубчастий колектор у свою чергу буває двох видів, відмінних за конструкцією. Розрізняють тип з тепловою трубою та прямоточний. Перевагою першого типу можна назвати збереження ефективної працездатності за температури до -30 градусів Цельсія, а деяких випадках навіть до -40.

Відмінними рисами прямоточного колектора є можливість його монтажу в будь-якому положенні, а також мінімальні тепловтрати при роботі.

Як зробити своїми руками?

Цей прилад для економії енергії можна виготовити власноруч. Варіантів виконання у цьому випадку існує чимало. Наприклад, його можна зробити з віконної рами, старого електричного бойлера, холодильника і навіть пластикових пляшок.

Розглянемо один із найпростіших колекторів, виготовлених за допомогою деталей старого холодильника. Здійснювати такий колектор буде підігрів води для технічних потреб.

Необхідні матеріали та інструменти

Матеріали:

1. Конденсатор знятий зі старого холодильника.
2. Бруси з дерева, 5/5 див.
3. Гумовий килимок.
4. Скло (підійде від віконної рами).
5. Аркуш фольги.
6. Шурупи, цвяхи.
7. Скотч.

Інструменти:

1. Молоток.
2. Шуруповерт.

Перед проведенням робіт змійовик від холодильника необхідно промити з використанням миючого засобу та проточної води. Це треба для його очищення від фреонової олії.

Випробування показали, що цей агрегат здатний за дві години роботи нагріти близько 20 л води на 20 градусів. Температура довкілляпід час експерименту становила +25 градусів Цельсія.

Звичайно, такий пристрій має низький ККД і ймовірність виходу з ладу через заповіт теплообмінника, але тим не менш, він приносить певну користь.

Оскільки, сонячні колектори мають ефективність, яка залежить від здатності, що відбиває, і поглинаючої особливості матеріалу, для збільшення цих особливостей були придумані спеціальні покриття.

Кожна з них підходить до певного матеріалу, на який вони наноситимуться. Є покриття для міді, алюмінію та ін Нанесення їх здійснюється досить складним способом, тому вони не мають широкого доступу.

1. При виборі колектора слід враховувати, Що вакуумні його моделі більш тендітні порівняно з плоскими, але при пошкодженнях значно простіше полагодити перший варіант. Для цього потрібно лише замінити трубки, що вийшли з ладу, коли як у плоскому доведеться замінити всю абсорбуючу систему;
2. Потужності, що виробляється за допомогою одного колектора, вистачить для опалення декількох житлових кімнатта підігріву води.
3. Термін служби колектора складає до 30 років.Але при покупці цього апарату слід враховувати, що вакуумний тип менш довговічний, порівняно з іншими.
4. Встановити це обладнання можна самостійно, використовуючи інструкцію, яка додається до пристрою. Цей процес досить трудомісткий і нелегкий, але дозволяє заощадити на витратах, необхідних для залучення фахівців.

Сонячний колектор - це пристрій, призначений для поглинання сонячної енергії та перетворення її на теплову з метою її подальшої передачі теплоносія. Класичний пристрій є чорною металевою пластиною, поміщеною в скляний або пластмасовий корпус, поверхня якої поглинає радіацію. Їх існує кілька видів і призначення може бути різним. Розгляньмо докладніше принцип роботи цього пристрою, а також поетапне виготовлення цього об'єкта своїми руками.

Які існують

Залежно від температури, яку можуть досягати пластини, колектори бувають:

• низьких температур – не дають енергії великої потужності, вони нагрівають воду не більше 50 градусів за Цельсієм;
• середніх температур – прогрівають воду вже до 80 градусів, тому їх можна використовувати для обігріву приміщень;
• високих температур - використовуються в основному на промислових підприємствахі в домашніх умовах їх зробити неможливо.

Інтегровані колектори поділяються на:

• накопичувальні інтегровані;
• плоскі;
• рідинні;
• повітряні.

Накопичувальний інтегрований або по-іншому термосифонний колектор. Він може не тільки нагрівати воду, а й якийсь час підтримувати деякий час потрібну температуру. У ньому немає насосів, тому він набагато економічніший за інші варіанти. Пристрій-накопичувач є конструкцією з одного або декількох баків, заповнений водою і поміщених в теплоізоляційний ящик. Зверху на баках лежить скляна кришка, що проходить через скло та нагріває воду. Це недорогий, легкий в обслуговуванні та простий в експлуатації варіант. Проте взимку його застосування дуже важко.

Плоский колектор зовні нагадує звичайну плоску металеву скриньку, всередині якої вміщена чорна пластина, що поглинає сонячне світло. Скляна кришка ящика посилює його, скло має низький вміст заліза, таким чином сприяючи поглинанню всіх променів. Сам ящик термоізольований, а чорна пластина теплосприймаюча, завдяки чому і виділяється тепло. Однак ККД пластини лише 10%, тому вона додатково покривається шаром аморфного напівпровідника. Плоскі колектори використовуються для опалення приміщень та інших бутових потреб.

У рідинних накопичувачах основним теплоносієм стає рідина.

Повітряні колекторинабагато дешевше своїх водних побратимів. Вони не замерзають узимку, не підтікають. Їх використовують для сушіння сільськогосподарських продуктів.

Існує ще один вид - концентратори , вони відрізняються концентрацією сонячних променів. Це відбувається завдяки дзеркальній поверхні, яка спрямовує світло на поглиначі. Головний їхній недолік - це неможливість роботи в похмурі дні, тому їх використовують у країнах із спекотним кліматом.

Сонячні печі та дистилятори. Дистилятори працюють на принципі випаровування води, тим самим не лише дають теплоенергію, а й очищають воду. Печі використовують також як для обігріву, так і для стерилізації води.

Фотогалерея: різні види колекторів

У конструкції накопичувального колектора може бути кілька баків. Плоскі колектори частіше використовують для опалення приміщень і підігріву води в басейнах.

Схема роботи

Колектор складається з двох головних частин: світлоуловлювача та теплообмінного акумулятора, який перетворює енергію радіації на теплову енергію та передає її теплоносію. Накопичувачі можуть бути вакуумними, трубними та плоскими. У перших конструкція схожа на термос: одна труба вставлена ​​в іншу, а між ними є вакуум, що створює ідеальну теплоізоляцію. Завдяки циліндричній формі труб сонячні промені потрапляють на них перпендикулярно і передають максимум енергії.

Сонячний колектор складається з двох головних частин: світлоуловлювача та теплообмінного акумулятора

Теплоносієм у таких конструкціях є звичайна вода. Вона може лише опалювати приміщення, а й служити для побутових потреб. При цьому немає виділень вуглекислого газу в атмосферу, що є дуже актуальним у наші дні. До того ж не потрібні жодні витрати на паливо, а ефективність колектора становить 80%. На більшій частині Росії у період із березня по жовтень у середньому на добу сонцем виробляється 4-5 кВтг/м 2 , що дозволяє невеликим пристроєм розміром 2м 2 нагрівати щодня до 100 л води.

Для всесезонного використання колектор повинен мати велику поверхню, два контури з антифризом та додаткові теплообмінники. Таким чином, завдяки грамотно використаній енергії можна отримувати безкоштовне тепло 7 місяців на рік, незалежно від того, зрозуміло на вулиці чи ні.

Теплова енергія для вашої оселі: як зробити колектор своїми руками?

Для виготовлення пристрою можуть йти листи полікарбонату, мідні або поліпропіленові труби.

Найуніверсальнішою конструкцією є розробка болгарського інженера Станіслава Станілова. Основний принцип дії цього колектора – це використання парникового ефекту. Накопичувач є поміщений в теплоізольовану дерев'яну коробку трубчастий радіатор, зварений їх сталевих труб. Для підведення та відведення води використовуються водопровідні труби діаметром 1 або ¾ дюйма.

Коробка теплоізолюється з усіх боків за допомогою пінопласту, пінополістиролу, мінеральною або ековатою. Особливо ретельно ізолюється дно, куди поверх ізоляції кладеться лист оцинкованого покрівельного заліза, на який ставиться сам радіатор. Він закріплюється у коробці сталевими хомутами. Металевий лист та радіатор фарбуються чорною матовою фарбою, а коробка з усіх боків, окрім скляної кришки, покривається білою фарбою. Покривне скло, через яке проходитиме до радіатора сонячне світло, добре герметизується. Накопичувачем тепла може служити металева бочка, поміщена в дощатій або фанерній коробці, в порожнині якої заповнюється ековатою, сухою тирсою, керамзитом, піском.

Необхідні інструменти та матеріали

Основний принцип дії такого колектора – використання парникового ефекту.

• скло (наприклад, 1700/750 мм);
• рама під скло;
• оргаліт для дна;
• дошка перерізом 120/25 мм;
• сталева смуга перетином 20/2,5 мм, довжина 3 м;
• накладка-куточок;
• дерев'яний брусок перетином 50/30 мм;
• з'єднувальна муфта;
• труба радіатора;
• приймальна труба радіатора;
• хомути для кріплення;
• оцинковане залізо як відбивач;
• утеплювач;
• бак на 200-300 л.

Виготовлення: покрокові дії

Конструкція сонячного колектора проста

1. З дощок збивається короб, днище якого посилюється брусом.
2. На дно укладається теплоізоляція (пінопласт, пінополістирол, мінеральна вата), поверх якої кладеться лист заліза або жерсті.
3. Зверху ставиться радіатор та закріплюється хомутами зі сталевої смуги.
4. Всі з'єднання герметизуються, стики та щілини замазуються.
5. Труби радіатора та металевий лист вифарбовуються у чорний колір.
6. Короб і бак для води фарбуються в сріблястий колір. Бак для води поміщається в теплоізольований короб або бочку (між баком та стінами короба насипається теплоізоляційний матеріал).
7. Для створення постійного невеликого тиску купується аквакамера з поплавковим клапаном, як у бочці унітазу. Її можна придбати у магазині сантехніки.
8. На горищі будинку, під дахом розміщується аквакамера та накопичувач води (бак). Аквакамера вміщена вище бака щонайменше на 0,8 м.
9. Колектор розміщується на даху південної сторони будинку під кутом 45° до горизонту.
10. Далі йде з'єднання всієї системи між собою трубами: напівдюймовими трубами монтується високонапірна частина системи від аквакамери до водопровідного введення. Дюймовими трубами монтуються низьконапірні частини. Мінімальна кількість труб - 12 штук, але, залежно від відстаней між частинами колектора, знадобиться 18-15 труб, але не менше ніж 12.
11. Щоб уникнути повітряних заторів, система заповнюється водою з нижньої частини радіатора. Як тільки вся система наповниться водою, із дренажної трубки аквакамери поллється вода.
12. Відкриваємо вентиль у трубі для заповнення бака.
13. Вода починає нагріватися відразу. Тепла вода піднімається вгору, витісняючи холодну, і та автоматично надходить у радіатор.
14. Як тільки частина води буде використана, поплавковий клапан в аквакамері спрацює, і холодна вода знову надійде до нижньої частини системи. Змішування води при цьому не відбувається.

У нічний час бажано перекривати доступ води в бак, щоб не виникли втрати.

Відео: пристрій повітряного сонячного колектора для опалення будинку

Відео: використовуємо сонячну енергію для підігріву басейну

Відео: виготовлення та встановлення колектора для обігріву теплиці

Відео: простий пристрій для збирання сонячної енергії з пивних банок

Використовуйте сонячну енергію для опалення будинку, обігріву теплиці або басейну. Сонячний колектор допоможе вам заощадити чимало коштів та прослужить дуже довго.