Саморобний сонячний колектор у квартирі. Сонячний колектор своїми руками

Із проблемами обігріву житлових приміщень та одержання гарячої води доводиться стикатися практично кожному власнику приватного будинку. На сьогоднішній день існує безліч найрізноманітніших систем, що дозволяють успішно вирішувати згадані завдання. На окрему увагу заслуговують альтернативні джерела опалення, зокрема колектор, що використовує як паливо сонячну енергію. Такий агрегат гранично простий у складанні та вигідний в експлуатації.

Середній коефіцієнт корисної дії саморобних сонячних колекторів досягає 50-60%, що є гарним показником.

Професійні агрегати мають ККД близько 80-85%, але потрібно враховувати той факт, що коштують вони досить дорого, а придбати матеріали для збирання саморобного колектораможе собі дозволити практично кожен.

Потужності звичайного сонячного колектора буде достатньо для підігріву води та опалення житлових кімнат.

У цьому відношенні все залежить від особливостей конструкції, які визначаються та прораховуються в індивідуальному порядку.

Складання агрегату не вимагає наявності складних у використанні і важкодоступних інструментів і дорогих матеріалів.

Інструменти для самостійного збирання сонячного колектора

1. Перфоратори.
2. Електродриль.
3. Молоток.
4. Ножівка.

Існує кілька різновидів розглянутої конструкції. Вони відрізняються один від одного ефективністю та підсумковою вартістю. За будь-яких обставин саморобний агрегат буде коштувати набагато дешевше, ніж заводська модель з аналогічними характеристиками.

Одним із найбільш оптимальних варіантів є вакуумний сонячний колектор. Це найбільш бюджетний і найпростіший у своєму виконанні варіант.

Розглянуті агрегати мають досить просту конструкцію. Загалом система включає до свого складу пару колекторів, аванкамеру та накопичувальну ємність.Робота сонячного колектора здійснюється за простим принципом: у процесі проходження сонячних променів через скло відбувається їхнє перетворення на тепло. Система організована так, що вийти із замкнутого простору ці промені не в змозі.

Установка функціонує за термосифонним принципом. У процесі нагрівання тепла рідина прямує догори, витісняючи звідти холодну воду і направляючи її до джерела тепла. Це дозволяє відмовитися від застосування насоса, т.к. рідина циркулюватиме сама по собі.Установка накопичує енергію сонця і протягом тривалого часу зберігає її всередині системи.

Компоненти для складання аналізованої установки продаються в спеціалізованих магазинах. За своєю суттю такий колектор є трубчастим радіатором, встановленим у спеціальну коробку деревини, одна з граней якої виконана зі скла.

Для виготовлення цього радіатора використовуються труби. Оптимальним матеріалом для виготовлення труб є сталь. Підведення та відведення робляться з труб, які зазвичай застосовуються при влаштуванні водопроводу. Зазвичай використовуються труби на ¾ дюйма, також добре підійдуть вироби на 1 дюйм.

Ґрати виготовляються з труб меншого розміру з більш тонкими стінами. Рекомендований діаметр становить 16 мм, оптимальна товщина стінок – 1,5 мм. Кожна решітка радіатора повинна включати до свого складу 5 труб довжиною по 160 см кожна.

Важливі нюанси збирання колектора своїми руками

Перший етап – збирання короба. Для складання згадуваного раніше короба застосовуються дерев'яні дошки шириною близько 12 див і товщиною 3-3,5 див. Днище виконується з оргаліту чи фанерного листа. Дно обов'язково посилюється за допомогою рейок розміром 5х3 см. Довжину рейок підбирайте за розмірами днища.

Другий етап – утеплення короба. Короб потребує якісного утеплення. Найкращий і найбільш зручний у використанні варіант – плити пінопласту. Також добре підійде мінеральна вата.Утеплювач укладається на дно короба.

Третій етап – облаштування короба для радіатора. Покладений утеплювач необхідно вкрити шаром листового оцинкованого металу. Для з'єднання радіатора та покладеного листа металу використовуються хомути. Попередньо фарбуйте трубу радіатора та металевий настил чорною матовою фарбою.

Зовні коробка фарбується в білу, а скло герметизується за допомогою спеціально призначених для таких завдань складів. Це дозволить мінімізувати втрати тепла. З'єднання труб виконується у стандартному порядку за допомогою трійників, муфт, а також куточків. Труби, що застосовуються при складанні колектора, без особливих зусиль з'єднуються вручну.

Четвертий етап - підготовка баку, що акумулює. За накопичення тепла в системі відповідає бак, ємність якого може знаходитися в межах 200-400 л. Конкретний обсяг підбирайте з урахуванням особистої потреби у воді. Бак можна зробити із бочки. Якщо знайти відповідну діжку не вдасться, використовуйте труби.

Бак потребує утеплення. Найкраще встановити його в короб з фанерних листів або дерев'яних дощок, а простір між стінками коробки і ємності заповнити тирсою, пінопластом або іншим теплоізоляційним матеріалом.

П'ятий етап – підготовка аванкамери. До складу системи, що розглядається, входить агрегат під назвою аванкамера. Головною функцією цього пристрою є нагнітання постійного надлишкового тиску, необхідного для повноцінної роботи системи на основі сонячного колектора. Аванкамера виготовляється із відповідної ємності на 35-45 л. Прекрасно підійде бідон.Додатково агрегат комплектується живильним пристроєм для автоматизації роботи.

Поетапний посібник зі збирання агрегату

Схема циркуляції теплоносія

Перший етап - встановлення накопичувача та аванкамери. Згадані агрегати розміщуються на горищі будинку. Переконайтеся, що стеля у місці установки зможе витримати вагу ємностей із водою.Встановіть аванкамеру поруч із накопичувачем. Зробіть це так, щоб рівень рідини в аванкамері був вищим за рівень води в накопичувальній ємності приблизно на 100 см.

Другий етап – вибір місця для встановлення сонячного обігрівача. Агрегат закріплюється на південній стіні будівлі. Важливо витримати правильний нахил обігрівача до горизонту. Оптимальним вважається значення 45 градусів. Колектор необхідно прикріпити до будинку так, щоб сонячні панелі мали вигляд продовження покрівлі.

Третій етап – поєднання окремих елементів. Для виконання цього завдання вам потрібно купити дюймові та напівдюймові сталеві труби. Напівдюймові ви використовуватимете для з'єднання високонапірних елементів системи – від місця введення води до аванкамери. Дюймові труби застосовуються в низьконапірній частині.

Важливо, щоб з'єднання були герметичними, повітряні пробки в даному випадкунеприпустимі.

Попередньо труби необхідно пофарбувати у білий чи інший світлий колір. Поверх фарби закріплюється шар теплоізоляційного матеріалу. У разі оптимально підійде поролон. Поверх утеплювача намотується шар поліетилену, потім тканої стрічки. На завершення труби знову забарвлюються в білий колір.

Четвертий етап – наповнення системи рідиною. Воду слід подавати через спеціальні дренажні вентилі, встановлені внизу радіаторів. Це дозволить уникнути утворення повітряних пробок. Коли з дренажу почне текти вода, операцію вважатимуться завершеною.

П'ятий етап – підключення аванкамери. Цей агрегат необхідно підключити до водопровідного введення. Після підключення слід відкрити видатковий вентиль. Ви побачите, що кількість води в аванкамері почне зменшуватись.

Перевагою подібного сонячного колектора, зібраного своїми руками, є те, що він зможе підігрівати воду навіть у похмуру погоду.

Вночі температура повітря стає нижчою за температуру підігрітої води. У подібних умовах колектор почне обігрівати довкілля та загалом працювати у зворотному режимі. Щоб цього уникнути, система комплектується вентилем, що дозволяє запобігати можливості зворотної циркуляції. Досить просто перекрити цей вентиль увечері, і енергія збережеться в системі.

За недостатньо високої теплопровідності колектора її можна підвищити шляхом додавання секцій.Конструкція дозволить вам зробити це без жодних труднощів.

Таким чином, у самостійному збиранні сонячного обігрівача немає нічого складного. Великих грошових вкладень така робота теж не вимагає, проте рекомендується купувати тільки високоякісні матеріали від відомих виробників. Підійдіть до роботи з максимальною відповідальністю, не порушуйте наведені рекомендації, і ви отримаєте відмінне джерело тепла та гарячої води, яке працює на безкоштовній енергії. Вдалої роботи!

Відео – Сонячний колектор своїми руками

сонячний колекторвикористовується 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

Принцип дії

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,в 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?

Пристрій колектора

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 з найбільш простих колекторіввиготовлені 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.

Для підвищення ефективності саморобного колектора можна використовувати автомобільний радіатор, замінивши ним конденсатор.

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 крихкі порівняно з плоскими, але при пошкодженнях значно простіше відремонтувати 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 кількох житлових кімнат та 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, що додається до пристрою. Цей процес досить трудомісткий і нелегкий, але дозволяє заощадити на витратах, необхідних для залучення фахівців.

Подорожчання традиційних джерел енергії спонукає власників приватних будинків підшукувати альтернативні варіантиобігріву житла та нагріву води. Погодьтеся, фінансова складова питання відіграє не останню роль у виборі опалювальної системи.

Один із найперспективніших способів енергозабезпечення – перетворення сонячного випромінювання. Для цього задіяні геліосистеми. Розуміючи принцип їх влаштування та механізм роботи, зробити сонячний колектор для опалення своїми руками не складе особливих труднощів.

Ми розповімо вам про конструктивних особливостяхгеліосистем, запропонуємо просту схемускладання та опишемо матеріали, які можна задіяти. Етапи робіт супроводжуються наочними фотографіями, матеріал доповнений відеороликами про створення та введення в експлуатацію саморобного колектора.

Сучасні геліосистеми – один із отримання тепла. Вони застосовуються як допоміжне опалювальне обладнання, що переробляє сонячне випромінювання на корисну власникам будинку енергію.

Вони здатні повністю забезпечити гаряче водопостачання та опалення в холодну пору року лише у південних регіонах. І те, якщо займають досить велику площу та встановлені на відкритих, не затінених деревами майданчиках.

Незважаючи на велику кількість різновидів, принцип роботи у них однаковий. Будь-яка являє собою контур з послідовним розташуванням приладів, що поставляють теплову енергіюі передають її споживачеві.

Основними робочими елементами є або сонячні колектори. Технологія на фотопластинах дещо складніша, ніж трубчастого колектора.

У цій статті ми розглянемо другий варіант – колекторну геліосистему.

Сонячні колектори поки що служать допоміжними постачальниками енергії. Повністю перемикати опалення будинку на геліосистему небезпечно через неможливість прогнозувати чітку кількість сонячних днів.

Колектори є системою трубок, з'єднаних послідовно з вихідною і вхідною магістраллю або викладених у вигляді змійовика. По трубках циркулює технічна вода, повітряний потік або суміш води з якоюсь незамерзаючою рідиною.

Циркуляцію стимулюють фізичні явища: випаровування, зміна тиску та щільності від переходу з одного агрегатного стану в інший та ін.

Збір та акумуляція сонячної енергії проводиться абсорберами. Це суцільна металева пластина із зачорненою зовнішньою поверхнею, або система окремих пластин, приєднаних до трубок.

Для виготовлення верхньої частини корпусу кришки використовуються матеріали з високою здатністю до пропускання світлового потоку. Це може бути оргскло, подібні полімерні матеріали, загартовані види традиційного скла.

Для виключення втрат енергії з тильного боку приладу в короб укладається теплоізоляція.

Треба сказати, що полімерні матеріали досить погано переносять вплив ультрафіолетових променів. Усі види пластику мають досить високий коефіцієнт теплового розширення, що часто призводить до розгерметизації корпусу. Тому використання таких матеріалів для виготовлення корпусу колектора варто обмежити.

Вода як теплоносій може застосовуватися тільки в системах, призначених для постачання додаткового тепла в осінній/весняний період. Якщо планується цілорічне використання геліосистеми перед першим похолоданням, технічну воду змінюють на суміш її з антифризом.

Якщо сонячний колектор встановлюється для обігріву невеликої будови, що не має зв'язку з автономним опаленням котеджу або з централізованими мережами, споруджується найпростіша одноконтурна система з нагрівальним приладом на початку її.

У ланцюжок не включають циркуляційні насоси та нагрівальні пристрої. Схема дуже проста, але працювати вона може лише сонячним літом.

При включенні колектора у двоконтурне технічна спорудавсе набагато складніше, але й діапазон придатних для застосування днів суттєво збільшено. Колектор обробляє лише один контур. Переважне навантаження покладається на основний опалювальний агрегат, який працює на електроенергії чи будь-якому виді палива.

Домашні фахівці винайшли більш дешевий варіант - спіральний теплообмінник з .

Цікаве бюджетне рішення – абсорбер геліосистеми із гнучкої полімерної труби. Вибір підручних засобів, з яких можна виготовити теплообмінник сонячного колектора, досить широкий. Це може бути теплообмінник старого холодильника, поліетиленові водопровідні труби, сталеві панельні радіатори та ін.

Важливим критерієм ефективності є теплопровідність матеріалу, з якого виготовлений теплообмінник.

Для самостійного виготовлення оптимальним варіантомє мідь. Вона має теплопровідність, яка становить 394 Вт/м². У алюмінію цей параметр варіюється від 202 до 236 Вт/м2.

Однак велика різниця в параметрах теплопровідності між мідними та поліпропіленовими трубами зовсім не означає, що теплообмінник з мідними трубами видаватиме в сотні разів більші обсяги гарячої води.

За рівних умов продуктивність теплообмінника з мідних труб буде на 20% ефективнішою, ніж продуктивність металопластикових варіантів. Отже, теплообмінники, виготовлені з полімерних труб, мають право на життя. До того ж такі варіанти коштуватимуть набагато дешевше.

Незалежно від матеріалу труб, всі з'єднання як зварні, так і різьбові повинні бути герметичні. Труби можна розташовувати як паралельно друг до друга, і у вигляді змійовика.

Схема за типом змійовика зменшує кількість сполук – це знижує ймовірність протікання та забезпечує більш рівномірний рух потоку теплоносія.

Верх коробки, в якому знаходиться теплообмінник, закривається склом. Як альтернативу можна використовувати сучасні матеріали, типу акрилового аналога або монолітного полікарбонату. Світлопрозорий матеріал може бути не гладким, а рифленим чи матовим.

Висновки та корисне відео на тему

Процес виготовлення елементарного сонячного колектора:

Як зібрати та ввести в експлуатацію геліосистему:

Звичайно, самостійно зроблений сонячний колектор не зможе конкурувати з промисловими моделями. Використовуючи підручні матеріали, досить складно досягти високого ККД, яким володіють промислові зразки. Але й фінансові витратибудуть набагато меншими порівняно з придбанням готових установок.

Енергоресурси. Безкоштовна сонячна енергія зможе як мінімум 6-7 місяців на рік забезпечувати теплу воду для господарських потреб. А в решту місяців – ще й допомагати системі опалення.

Але найголовніше, що простий сонячний колектор (на відміну, наприклад, від) можна виготовити самостійно. Для цього вам знадобляться матеріали та інструменти, які можна придбати у більшості будівельних магазинів. У деяких випадках буде достатньо того, що знайдеться у звичайному гаражі.

Подана нижче технологія збирання сонячного нагрівачавикористовувалась у проекті "Увімкни сонце - живи комфортно". Вона була розроблена спеціально для проекту німецькою компанією Solar Partner Sued, яка професійно займається продажем, монтажем та сервісом сонячних колекторів та фотоелектричних систем.

Головна ідея – все має вийти дешево та сердито. Для виготовлення колектора використовуються досить прості та поширені матеріали, але його ефективність виходить цілком прийнятного рівня. Вона нижча, ніж у фабричних моделей, але різниця в ціні повністю компенсує цей недолік.

Сонячні промені проходять через скло та нагрівають колектор, а скління запобігає витоку тепла. Скло також перешкоджає руху повітря в абсорбері без нього колектор швидко втрачав би тепло через вітер, дощ, сніг або низькі зовнішні температури.

Раму слід обробити антисептиком та фарбою для зовнішніх робіт.

У корпусі робляться наскрізні отвори для подачі холодної та відведення нагрітої рідини з колектора.

Сам абсорбер фарбують жаростійким покриттям. Звичайні чорні фарби при високих температурах починають вилущуватися або випаровуватися, що призводить до потемніння скла. Фарба повинна повністю висохнути, перш ніж ви закріпите скляне покриття (для запобігання конденсації).

Під абсорбер закладається утеплювач. Найчастіше використовується мінеральна вата. Головне, щоб він витримував досить високу температуру протягом літа (іноді більше 200 градусів).

Знизу раму закривають ОСБ плитою, фанерою, дошками тощо. Основна вимога до цього етапу – переконатися, що низ колектора надійно захищений від попадання вологи всередину.

Для закріплення скла в рамі роблять пази або кріплять планки по внутрішній стороні рами. При розрахунку розмірів рами слід враховувати, що за зміни погоди (температури, вологості) протягом року її конфігурація трохи змінюватиметься. Тому на кожній стороні рами залишають кілька міліметрів запасу.

На паз або планку кріпиться гумовий віконний ущільнювач (D або Е-подібний). На нього кладеться скло, на яке так само наноситься ущільнювач. Зверху це все закріплюється оцинкованою бляхою. Таким чином, скло надійно закріплене в рамі, ущільнювач захищає абсорбер від холоду та вологи, а саме скло не зашкодить, коли дерев'яна рама "дихатиме".

Стики між листами скла ізолюються ущільнювачем або силіконом.

Щоб організувати сонячне опаленнявдома знадобиться накопичувальний бак. Тут зберігається нагріта колектором вода, тому варто подбати про його термоізоляцію.

Як бак можна використовувати:

• непрацюючі електричні бойлери
• різні балони для газів
• бочки для харчового використання

Головне - пам'ятати, що у герметичному баку буде створюватись тиск залежно від тиску водопровідної системи, до якої він буде підключений. Не кожна ємність здатна витримувати тиск у кілька атмосфер.

У баку роблять отвори для входу та виходу теплообмінника, введення холодної води та забору нагрітої.

У баку розміщується спіральний теплообмінник. Для нього використовують мідь, нержавіючу сталь чи пластик. Нагріта через теплообмінник вода підніматиметься вгору, тому його слід помістити в нижній частині бака.

Колектор з'єднується з баком за допомогою труб (наприклад, металопластикових або пластикових), проведених від колектора до бака через теплообмінник і у колектор. Тут дуже важливо запобігти витоку тепла: шлях від бака до споживача має бути максимально коротким, і труби мають бути дуже добре ізольованими.

Розширювальний бачок – це дуже важливий елемент системи. Він є відкритим резервуаром, розташованим у крайній верхній точці контуру циркуляції рідини. Для розширювального бачка можна використовувати металеву, так і пластикову ємність. З її допомогою контролюється тиск у колекторі (через те, що рідина від нагріву розширюється, можуть тріснути труби). Для зниження втрат тепла бачок також необхідно ізолювати. Якщо в системі є повітря, то він також може виходити через бачок. Через розширювальний бачок відбувається наповнення колектора рідиною.

Альтернативні джерела відновлюваної енергії мають величезну популярність. У деяких країнах ЄС автономне теплопостачання покриває понад 50% потреб енергії. У РФ сонячні колектори поки що не набули широкого поширення. Одна з основних причин: дорожнеча обладнання. За геліопанель вітчизняного виробника потрібно віддати щонайменше 16-20 тис. крб. Продукція європейських брендів коштуватиме ще дорожче, починаючи з 40-45 тис. руб.

Виготовлення сонячного колектора своїми руками буде дешевшим, принаймні о пів на половину. Саморобний геліоколектор забезпечить достатньою кількістю тепла для нагріву душової води на 3-4 особи. Для виготовлення знадобляться будівельні інструменти, кмітливість та підручні засоби.

З чого можна зробити геліосистему

Спочатку слід розібратися в тому, який принцип роботи використовує сонячний водонагрівач. У внутрішньому пристрої блоку є такі вузли:

• корпус;
• абсорбер;
• теплообмінник, усередині якого циркулюватиме теплоносій;
• відбивачі для фокусування сонячних променів.

Заводський колектор для нагрівання води від сонця працює так:

• Абсорбція тепла – сонячне проміння проходить крізь скло, розташоване поверх корпусу, або через вакуумні трубки. Внутрішній абсорбуючий шар, що контактує з теплообмінником, пофарбований селективною фарбою. При попаданні сонячних променів на абсорбер виділяється велика кількість тепла, яке збирається та використовується для нагрівання води.
• Теплопередача - абсорбер розташований тісному контактііз теплообмінником. Акумульоване абсорбером і теплообміннику, що передається тепло, нагріває рідину, що рухається по трубках до змійовика всередині бака теплонакопичувача. Циркуляція води у водонагрівачі здійснюється примусовим чи природним способом.
• ГВП - використовується два принципи підігріву гарячої води:
  1. Пряме нагрівання - гаряча вода після нагрівання просто скидається в теплоізольовану ємність. У моноблочній геліосистемі як теплоносій використовується звичайна побутова вода.
  2. Другий варіант - забезпечення ГВП з пасивним водонагрівачем за принципом непрямого нагріву. Теплоносій (часто антифриз) під тиском прямує в теплообмінник геліоколектора. Після нагрівання розігріта рідина подається в накопичувальний бак, усередині якого вбудований змійовик (гравець, що грає, нагрівального елемента), оточений водою для системи гарячого водопостачання.
     Теплоносій розігріває змійовик, за допомогою чого передає тепло воді, що знаходиться в ємності. При відкритті крана нагріта вода з теплоакумулюючої ємності надходить до точки водорозбору. Особливість геліосистеми з непрямим нагріванням здатність працювати протягом усього року.

Принцип роботи, що використовується в дорогих заводських геліосистемах, копіюється і повторюється в колекторах, що виготовляються своїми руками.

Робочі конструкції сонячних водонагрівачів мають схожий пристрій. Тільки виготовляються із підручних матеріалів. Існують схеми виробництва колекторів із:

• полікарбонату;
• вакуумні трубки;
• ПЕТ пляшок;
• пивних банок;
• радіатора холодильника;
• мідних трубок;
• ПНД та ПВХ труб.

Судячи з схем, сучасні «Кулібіни» віддають перевагу саморобним системам з природною циркуляцією, термосифонного типу. Особливість рішення в тому, що накопичувальну ємність розташовують у верхній точці ГВП. Вода самопливом циркулює у системі і подається споживачеві.

Колектор із полікарбонату

Виготовляють із стільникових панелей, що відрізняються хорошими теплоізоляційними властивостями. Товщина листів від 4 до 30 мм. Вибір товщини полікарбонату залежить від потрібної тепловіддачі. Чим товстіший лист і осередки в ньому, тим більше води зможе нагріти установка.

Щоб зробити геліосистему, зокрема саморобний сонячний водонагрівач з полікарбонату, знадобляться такі матеріали:

• дві штанги з нарізаним різьбленням;
• пропіленові куточки, на фітингах має бути зовнішнє різьбове з'єднання;
• пластикові труби ПВХ: 2 шт., довжина 1,5 м, діаметр 32;
• 2 заглушки.

Труби укладають у корпус паралельно. Підключають до ГВП через крани, що відсікають. Уздовж труби роблять тонкий надріз, який можна вставити лист полікарбонату. Завдяки принципу термосифона вода самостійно надходитиме в жолобки (комірки) листа, нагріватиметься і йтиме в накопичувач, розташований вгорі всієї системи нагрівання. Для герметизації та фіксації листів, вставлених у трубу, використовують силікон, стійкий до термічної дії.

Щоб збільшити теплоефективність колектора із стільникового полікарбонату, лист покривають будь-якою селективною фарбою. Нагрівання води після нанесення селективного покриття прискорюється приблизно вдвічі.

Колектор із вакуумних трубок

В цьому випадку не вийде обійтися виключно підручними засобами. Для виготовлення сонячного колектора доведеться придбати вакуумні трубки. Їх продають компанії, що займаються обслуговуванням геліосистем та безпосередньо виробники геліоводонагрівачів.

Для самостійного виробництва краще вибирати колби з перовими стрижнями та тепловим каналом heat-pipe. Трубки легше монтувати та міняти у разі потреби.

Також необхідно придбати блок-концентратор для вакуумного сонячного колектора. При виборі звертають увагу на продуктивність вузла (визначається за кількістю трубок, які можна одночасно підключити до пристрою). Раму виготовляють самостійно, збираючи дерев'яний каркас. Економія при виготовленні в домашніх умовах з урахуванням придбання готових вакуумних трубок складе не менше 50%.

Геліосистема із пластикових пляшок

Для приготування потрібно близько 30 шт. ПЕТ пляшок. При збиранні зручніше використовувати тару однакового розміру на 1 або 1,5 л. На попередньому етапі з пляшок знімають етикетки, поверхню ретельно промивають. Крім пластикової тари знадобиться таке:

• 12 м шланга для поливу рослин діаметром 20 мм;
• 8 Т-подібних перехідників;
• 2 коліна;
• рулон тефлонової плівки;
• 2 кульові крани.

При виготовленні сонячних колекторів із пластикових пляшок внизу основи роблять отвір, що дорівнює діаметру шийки, куди вставляють гумовий шланг, або ПВХ трубу. Колектор збирають у 5 рядів по 6 пляшок на кожній лінії.

У ясний день вже за 15 хв. вода нагріється до температури 45°С. Враховуючи високу продуктивністьсонячний водонагрівач із пластикових пляшок має сенс підключити до накопичувальної ємності у 200 л. Останню добре утеплюють для запобігання тепловтратам.

Колектор із алюмінієвих пивних банок

Алюміній відрізняється добрими теплотехнічними характеристиками. Не дивно, що метал використовують для виготовлення опалювальних радіаторів.

Алюмінієві банки можна використовувати під час виготовлення саморобних геліосистем. Для виробництва не підійдуть банки з жерсті та будь-якого іншого металу.

Для однієї геліопанелі будуть необхідні наступні комплектуючі:

• банки, близько 15 прим. на лінію, корпус вміщується 10-15 рядів;
• теплообмінник - використовується колектор із гумового шланга, або пластикових труб;
• клей для склеювання банок між собою;
• селективна фарба

Поверхня банок забарвлюється у темний колір. Короб накривають товстим склом чи полікарбонатом.

Сонячний колектор з алюмінієвих банокчастіше виготовляють для повітряного опалення. При використанні водяного теплоносія знижується теплоефективність пристрою.

Геліосистема з холодильника

Ще одне популярне рішення, яке вимагає мінімальних витратчасу та коштів. Сонячний колектор роблять із радіатора старого холодильника. Змійовик вже пофарбований у чорний колір. Достатньо лише укласти ґрати в дерев'яний корпус із ізоляцією та підключити його до ГВП, за допомогою паяння.

Існує варіант виготовлення із конденсатора кондиціонера. Для цього кілька радіаторів з'єднують у єдину мережу. Якщо є можливість придбати дешево близько 8 шт. конденсаторів, виготовлення колектора цілком можливе.

Колектор із мідних трубок

Мідь відрізняється добрими теплотехнічними властивостями. При виготовленні мідного сонячного колектора використовують:

• труби діаметром 1 1/4", що використовуються при монтажі систем опалення та гарячого водопостачання;
• труби на 1/4", що використовуються в системах кондиціювання;
• газова горілка;
• припій та флюс.

Корпус решітки радіатора збирається з мідних труб з великим діаметром. У поверхні просвердлюють отвори рівні 1/4". В отримані пази вставляють труби відповідного діаметра. Радіатор закривають склом або полікарбонатом. Мідь забарвлюють селективною фарбою.

Сонячний бойлер із ПНД труб та ПВХ шлангів

Під час виробництва геліосистем використовують практично будь-який підручний матеріал. Існують рішення, що дозволяють виготовити колектор із гофрошлангу, гумового шланга, що використовується для поливу рослин.

З металопластикової труби геліосистеми не роблять через гумові ущільнювачі фітинги, що не витримують сильного нагріву. При інтенсивному сонячному випромінюванні нагрівання у колекторі досягає 300°С. При перегріві прокладки ущільнювачів обов'язково дадуть текти.

Існує можливість виготовлення сонячного колектора із гофрованої нержавіючої труби. Популярність рішення обумовлена ​​швидкістю та простотою монтажу. Гофротруба з нержавіючої сталі укладається кільцями або змійкою. Недолік, відносна дорожнеча нержавіючої гофрованої труби.

Незважаючи на існуючі варіанти, описані вище, найбільш популярними залишаються сонячні колектори з пропіленових та ПНД труб. Кожен варіант має свої переваги:

• Сонячний колектор із ПНД труби- Для виготовлення вибирають матеріал, стійкий до нагрівання. Продається велика кількість фітингів, що полегшують збирання теплоакумулюючого радіатора. Труби з поліетилену низького тиску мають чорний або темно-синій колір, тому не вимагають фарбування.
• Сонячний колектор із ПВХ труб- популярність рішення у простоті монтажу конструкції, що здійснюється за допомогою паяння. Наявність великої кількості куточків, трійників, американок та інших фітингів полегшує процес збирання. За допомогою паяння можна створити теплообмінник колектора будь-якої конфігурації.

Виготовлення сонячного водогрійного колектора з труби PEX:

Всі описані труби з тією чи іншою ефективністю використовуються як осердя при виготовленні саморобного геліоколектора з пластикових пляшок та алюмінієвих банок.

Як зробити селективне покриття

Високоефективний колектор має високий рівень поглинання сонячної енергії. Промені потрапляють на темну поверхню, після чого її нагрівають. Чим менше випромінювання відштовхується від абсорбера сонячного колектора, тим більше тепла залишається в геліосистемі.

Щоб забезпечити достатню акумуляцію тепла, потрібно створити селективне покриття. Варіантів виробництва кілька:

• Саморобне селективне покриття колектора- Використовують будь-які чорні фарби, які після висихання залишають матову поверхню. Є рішення, коли як абсорбер колектора застосовують непрозору темну клейонку. На труби теплообмінника, поверхню банок та пляшок наносять чорну емаль, з матовим ефектом.
• Спеціальні абсорбуючі покриття- можна піти іншим шляхом, придбавши для колектора спеціальну селективну фарбу. До складу селективних ЛКМ входять полімерні пластифікатори та присадки, що забезпечують хорошу адгезію, теплостійкість та високий ступінь поглинання сонячних променів.

Геліосистеми, що використовуються виключно для нагрівання води влітку, можуть обійтися забарвленням абсорбера в чорний колір за допомогою звичайної фарби. Саморобні сонячні колектори для опалення будинку взимку повинні мати якісне селективне покриття. Заощаджувати на фарбі не можна.

Саморобна або заводська геліосистема – що краще

Виготовити в домашніх умовах сонячний колектор, здатний по технічним характеристикамта показниками порівнятися із заводською продукцією неможливо. З іншого боку, якщо потрібно просто забезпечити достатню кількість води для літнього душу, сонячної енергії буде достатньо роботи найпростішого саморобного водонагрівача.

Що стосується рідинних колекторів, що працюють взимку, то навіть не всі заводські геліосистеми можуть працювати при низьких температурах. Всесезонні системи, це найчастіше пристрої із вакуумними тепловими трубками, з підвищеним ККД, здатні працювати до температури –50°С.

Заводські геліоколектори часто укомплектовуються поворотним механізмом, що автоматично підлаштовує кут нахилу і спрямованість панелі по сторонах світла, залежно від розташування Сонця.

Ефективний сонячний водонагрівач той, що повністю відповідає поставленим перед ним завданням. Для підігріву води на 2-3 чоловік влітку, можна обійтися звичайним геліоколектором, виготовленим своїми руками з підручних засобів. Для опалення взимку, незважаючи на початкові витрати, краще встановити заводську геліосистему.

Відеокурс з виготовлення панельного сонячного водонагрівача