Своими руками: солнечный коллектор для дачи

Солнечные коллекторы для нагрева воды зимой

В нашей стране по объективным и субъективным причинам гелиоустановки распространены не так широко, как в странах Европы и в Америке.

Одной из причин, является то, что на большей части территории России зима длиться достаточно долго, и по мнению потенциальных пользователей, экономический эффект от использования гелио установок в это время минимален. К тому же выпавший снег снижает КПД солнечных аппаратов, а град может повредить их.

Тем не менее, солнечные коллекторы востребованы на рынке энергетического оборудования и причин тут несколько, а именно:

1. В результате использования владелец получает абсолютно бесплатно тепловую энергию, которую может использовать по своему разумению.
2. Процесс преобразования энергии экологически безопасен для окружающего мира и живых организмов (люди, животные и т.д.).
3. Энергия солнца неисчерпаема и возобновляема.

Недостатки тоже конечно есть у подобных устройств и наиболее важным из них является высокая стоимость оборудования, а также зависимость производительности (КПД) агрегатов от внешних факторов. Внешними факторами являются погодные условия и возможность периодического обслуживания агрегатов (очистка от грязи и снега, ревизия мест соединений комплектующих и т.д.).

Вакуумные модели способны довести воду до кипения даже в сильный мороз

Разные виды солнечных коллекторов, а среди потребителей наибольшей популярностью пользуются плоские и вакуумные модели, по разному себя ведут в зимний период, что обусловлено их конструкцией, а именно:

• Плоские модели в наибольшей степени подвержены воздействию внешних факторов (снег, низкая температура и сильный ветер, град) и требуют большего ухода.
• Вакуумные – наиболее оптимальны при использовании зимой, что обусловлено их конструкцией, к тому же они достаточно прочны, т.к. изготавливаются из высокопрочных материалов.

Схема работы

Коллектор состоит из двух главных частей: светоулавливателя и теплообменного аккумулятора, который преобразует энергию радиации в тепловую энергию и передаёт её теплоносителю. Накопители могут быть вакуумными, трубными и плоскими. В первых конструкция похожа на термос: одна труба вставлена в другую, а между ними имеется вакуум, создающий идеальную теплоизоляцию. Благодаря цилиндрической форме труб, солнечные лучи попадают на них перпендикулярно и передают максимум энергии.

Солнечный коллектор состоит из двух главных частей: светоулавливателя и теплообменного аккумулятора

Теплоносителем в таких конструкциях является обыкновенная вода. Она может не только отапливать помещение, но и служить для бытовых нужд. При этом нет выделений углекислого газа в атмосферу, что весьма актуально в наши дни. К тому же не требуется никаких затрат на топливо, а эффективность коллектора составляет 80%. На большей части России в период с марта по октябрь в среднем в сутки солнцем вырабатывается 4−5 кВтч/м2, что позволяет небольшим устройством размером 2м2 нагревать ежедневно до 100 л воды.

Для всесезонного использования коллектор должен иметь обширную поверхность, два контура с антифризом и дополнительные теплообменники. Таким образом, благодаря грамотно использованной энергии можно получать бесплатное тепло 7 месяцев в году, независимо от того ясно на улице или нет.

Как сделать своими руками

При наличии свободного времени и умении работать с ручным инструментом, плоский солнечный коллектор можно изготовить самостоятельно, для это потребуются:

• шланг для воды темного цвета(черного);
• циркуляционный насос, оснащенный электрическим двигателем с рабочим напряжением 220,0 Вольт;
• фасонная арматура (для подключения к насосу и бассейну);
• какой-либо материал, имеющийся в наличии, из которого можно изготовить подложку или ящик –короб, служащий для размещения шланга, скрученного в улитку.

При наличии пиломатериалов (обрезная доска, фанера, листы OSB) из них делается ящик, внутренняя поверхность которого окрашивается в черный цвет.

Во внутренне пространство укладывается шланг в виде спирали, при этом для его закрепления могут быть использованы хомуты или клипсы, предназначенные для водопроводных труб.

В боковых стенках прорезаются отверстия, через которые выводятся концы шланга.

Один конец подключается к циркуляционному насосу, а второй выводиться в бассейн.

Для обеспечения нагрева воды в заданном диапазоне в автоматическом режиме, в цепь питания двигателя циркуляционного насоса можно установить пускатель, во вторичную цепь которого следует включить датчик температуры. Сам датчик следует разместить в бассейне.

Особенности солнечного коллектора как прибора для отопления дома

Солнечный коллектор — это устройство, работающее за счёт поглощения солнечного излучения и передачи его энергии с помощью жидкости-теплоносителя.

Конструкция гелиосистемы состоит из следующих элементов:

• Солнечный абсорбер(панель).
• Резервуар-накопитель.
• Узлы подачи и слива воды.
• Регуляторы и датчики.

Принцип работы заключается в улавливании солнечных лучей панелью и преобразование их в теплоэнергию. Накопленная энергия воздействует на жидкость-теплоноситель (воду или антифриз). Теплоноситель поступает к резервуару с водой и отдаёт энергию. Запуск системы осуществляется специальным регулятором.

Проходя по контуру теплообмена — системе труб, нагретая жидкость отдаёт тепло в воздух. И за счёт этого отапливает помещение. В резервуаре-накопителе из-за подаваемого тепла происходит запас горячей воды впрок. За счёт системы теплоизоляции нагретая солнцем вода хранится до того момента, когда её необходимо будет использовать.

Для поддержания нужной температуры воды в резервуаре система снабжается специальными датчиками и насосами для принудительной циркуляции. В более простых вариантах циркуляция происходит за счёт естественного самотёка.

Современные гелиосистемы в настоящее время используются как основные и вспомогательные элементы отопительного оборудования. В качестве главного источника тепла гелиосистема может использоваться исключительно в южных регионах, где солнца достаточно круглый год.

Установка в доме солнечного коллектора позволяет извлечь следующую выгоду:

• Приобретение энергонезависимости.
• Снижение затрат на закупку газа и электричества для отопления и горячего водоснабжения.
• Доступность.
• Долговечность. Срок службы одного коллектора не менее 20-25 лет.
• Отсутствие грязи и отходов.
• Снижение нагрузки на электросеть дома.

У гелиосистем есть и некоторые недостатки:

• Высокая стоимость оборудования. Срок окупаемости системы равен примерно 7-10 годам.
• Зависимость от климатических условий. В некоторых регионах солнечная энергия поступает не регулярно, поэтому система не сможет работать в нужном режиме. В северных регионах КПД солнечного коллектора слишком низкий, и затраты на установку не окупаются.

2 Делаем коллектор – первые шаги

Простой и при этом вполне эффективный гелионагреватель несложно сделать из доступных и недорогих материалов. Корпус коллектора мы можем изготовить из бруска древесины с ОСП-плитой, фанерным листом или обычной деревянной доской. Существует и более дорогой вариант сборки. Он предполагает применение алюминиевого либо стального профиля и металлических листов. Такой корпус получится долговечнее. Но и повозиться с ним придется подольше. С деревянными изделиями работать проще. Увеличить срок их эксплуатации можно посредством обработки древесины лакокрасочными составами, эмульсиями на водно-полимерной основе.

Собираем корпус из выбранных материалов. На его дно устанавливаем теплоизоляционный слой – минвату, плиты пенополистирола, пенопласта. Вместо них разрешается использовать и более современные утеплители, например, фольгированные. Но в этом случае расходы на изготовление конструкции увеличатся. На утеплитель укладываем абсорбер (теплоприемник, тепловой контур). Качественно крепим его к днищу корпуса. Абсорбер лучше всего делать из медных труб. Вместо них применяются и менее дорогие материалы. Народные умельцы изготавливают тепловой контур из полипропиленового шланга, панельных радиаторов из металла, полиэтиленовых труб, теплообменника старого холодильного агрегата и других конструкций.

Давайте сделаем элементарный абсорбер. Используем для этого 100 метров полипропиленового шланга сечением 2 см. Такой теплообменник позволяет нагревать около 15–20 л воды. При желании увеличить объем горячей жидкости придется брать более длинный шланг либо подключать к самодельной системе циркуляционный насос. Изгибаем полипропиленовое изделие спиралью. Укладываем получившийся змеевик в корпус, фиксируем его. Дополнительно рекомендуется закрепить между собой кольца спирали. Тогда наш абсорбер не будет деформироваться в процессе эксплуатации.

Аналогичные действия выполняем и при использовании медных труб. Их, кстати, необязательно монтировать в виде змеевика. Допускается укладывать трубы по отношению друг к другу параллельно. При этом стоит понимать, что спиральные конструкции имеют меньше соединений, а значит, в них теплоноситель перемещается максимально равномерно. Да и риск протечек в подобных случаях сводится практически к нулю.

После того, как все трубки смонтированы и закреплены, накрываем корпус нашей системы, используя стекло, монолитный поликарбонат, акриловый лист или иной светопрозрачный материал. Он может быть и рифленым, и абсолютно гладким. Остается покрасить короб в черный цвет. Темная поверхность станет более активно поглощать тепло от солнечных лучей.

На что следует обратить внимание

Любые гелиоустановки характеризуются номинальной мощностью, которая обозначается в киловаттах. Это количество энергии, которое вырабатывается при ярком солнце в зените. Это означает, что эффективность системы будет снижаться утром и вечером. Ночью, скорее всего, можно будет использовать горячую воду только из бойлера, где вода копилась на протяжении целого дня.

Выбирая модель коллектора, обратите внимание на то, можно ли его использовать в зимний период. И на то, какая мощность должна быть у системы, к которой коллектор подключается

Установка коллекторов обычно осуществляется на крышу или на каркас, который монтируется отдельно.

Выгодно ли это

Определить, выгодно ли использовать солнечные коллекторы, каждый определяет для себя индивидуально, в зависимости от региона проживания, потребности в тепловой энергии и в зависимости от финансовых возможностей.
Регион проживания – это важный критерий, при определении эффективности использования устройств, служащих для преобразования энергии солнца в другие виды энергии. Солнечная активность (продолжительность солнечного сияния), в разных регионах нашей страны разная, что видно на приведенной ниже схеме. 
Из данной схемы видно, что наиболее благоприятные регионы, для использования солнечной энергии, с продолжительностью солнечной активности более 2000,0 часов в год, расположены в южных районах страны. В этих районах также не бывает холодных и продолжительных зим, что определяет возможность успешного использования солнечных коллекторов в системах отопления и горячего водоснабжения, именно в этих областях России.

При необходимости создать абсолютно автономную систему, от внешних, традиционных поставщиков тепловой энергии, следует помнить, что, установив только коллектор, создать подобную систему не получится, т. к. для создания циркуляции теплоносителя, работы системы автоматики, необходима электрическая энергия. Поэтому, для полной автономии, необходимо проработать вопрос по независимому электроснабжению подключаемого объекта. Следовательно, для того, чтобы сделать абсолютно независимую систему, потребуются дополнительные финансовые затраты, что увеличит срок окупаемости оборудования.

Процесс сборки самодельного солнечного коллектора

Начало сборки этого изделия солнечной энергетики стартует с изготовления змеевика. Если вам удалось подобрать готовый змеевик, окончательная сборка займет намного меньше времени. Подобранный змеевик стоит очень тщательно вымыть под струей воды (желательно горячей), чтобы изнутри вымыть все засоры и избавиться от остатков фреона. Если у вас не нашлось подходящих трубок, то нужное количество вы сможете приобрести в магазине. Но в этом случае придется изготовить сам змеевик. Для его изготовления нарежьте трубки на требуемую длину. Далее, используя угловые переходы, проведите их спайку в форме конструкции змеевика. Дальше, чтобы коллектор можно было подключить к системе водоснабжения, на края змеевика напаивайте сантехнические переходы размерами ¾. Существует несколько вариантов формы и конструкции змеевика, например, можно паять трубки в форме «лесенки» (если вы собрались реализовать такой вариант, тогда покупайте не угловые переходы, вам понадобятся тройники).

Сборка солнечного коллектора

Потом на заранее подготовленный лист металла вы наносите селективное покрытие черной матовой краской, сделать это желательно не меньше чем в пару слоев. Дождитесь, пока воздушный поток высушит краску, и начинайте пайку змеевика (с неокрашенной стороны). Вся конструкция змеевика должна быть припаяна по всей длине трубок, сделав это, вы гарантируете максимально эффективный теплообмен и как следствие – максимальную передачу тепла в систему водоснабжения. Если сделаете все правильно, собранный вами солнечный коллектор заработает так, как и было задумано.

Принцип работы современных гелиосистем

Понятие «солнечные коллекторы» объединяет в себе несколько вариантов конструкций для домашнего пользования, но схема работы принципиально не отличается. Все коллекторы, «питающиеся» от Солнца, оснащены системой трубок, которые в зависимости от конструкции оборудования, могут быть смонтированы в виде змеевика или последовательно подключены к выходной и входной магистрали. В самих трубках циркулирует жидкостный теплоноситель для гелиосистем — вода, масло или антифриз. Поглощение и последующая аккумуляция тепловой энергии от Солнца осуществляются абсорберами. В техническом плане конструкция достаточно проста. Высокая стоимость таких установок обусловлена использованием дорогих материалов.

Для внешней поверхности конструкции применяют износоустойчивые материалы, обладающие отличными светопропускными характеристиками — органическое стекло, полимерные составы и другие. Но поскольку полимерные «синтетики» не выдерживают продолжительного воздействия УФ-лучей (они имеют высокий коэффициент теплового расширения, что приводит к разгерметизации гелиосистемы), то в качестве альтернативного варианта производители используют каленое или органическое стекло. А сами трубки чаще всего изготавливают из боросиликатного стекла, которое характеризуется минимальным коэффициентом теплового расширения (в 8 раз меньше, по сравнению с кварцевым стеклом). Именно поэтому материал не трескается при резких колебаниях температуры.

4 Ввод системы в эксплуатацию – действуем по инструкции

После того как процесс изготовления, сборки и утепления солнечного водонагревателя завершен, можно заполнять систему водой. Важный момент! Теплоноситель подаем в конструкцию снизу вверх через патрубок, который следует заранее обустроить в нижней части СК. Делается это для того, чтобы в системе не появились воздушные пробки. Подачу воды завершаем, когда она начинает выливаться из накопительного бака (из его дренажной трубы). Затем корректируем уровень теплоносителя в аванкамере при помощи поплавкового устройства.

Наш коллектор начинает нагревать воду. Причем происходит это не только, когда солнце ярко светит, но и в пасмурную погоду. Подогретая вода поднимается в накопительной емкости вверх. Происходит естественная циркуляция жидкости. Процесс длится до момента, когда температуры поступающего в коллектор и выходящего из него теплоносителя становятся одинаковыми. Поплавковый клапан станет автоматически поддерживать уровень воды в баке на требуемом уровне. Причем холодная жидкость всегда будет располагаться в нижней части накопительного резервуара. С подогретым теплоносителем она не перемешивается.

Затем нам необходимо смонтировать запорную арматуру. Она исключит вероятность того, что в гидросистеме произойдет обратное перетекание воды из коллектора в бак. Подобные случаи наблюдаются, когда температура теплоносителя становится выше температуры окружающего воздуха. К точкам забора подогретой воды в доме коллектор подсоединяется посредством обычных сантехнических смесителей

Обратите внимание! Одиночные краны применять нежелательно. В дни, когда солнце светит особенно ярко, вода станет нагреваться до 60–70°

Использовать такую горячую жидкость, текущую из крана, небезопасно, да и просто неудобно. Намного разумнее перемешивать ее в смесителе.

Вот и все. С минимальными финансовыми затратами мы соорудили эффективную тепловую систему. Полноценное отопление домов такими солнечными коллекторами не производят. Их можно использовать исключительно в качестве дополнительного источника обогрева, а также как полноценные конструкции для обеспечения жилища горячей водой. При желании можно увеличить производительность нашего самодельного устройства. Для этого следует установить в него дополнительные трубки (создать добавочные секции). Их количество ничем не ограничивается. Мы можем поставить и 2–3, и 20–30 допсекций.

Солнечные коллекторы для нагрева воды в бассейне

Использование солнечных коллекторов для подогрева воды в бассейне позволяет не только экономить денежные средства, в сравнении с вариантами использования традиционных источников тепла, но и позволяет обеспечивать подогрев воды в автоматическом режиме.

Для нагрева воды в бассейне нет необходимости приобретения вакуумных моделей, а вполне достаточно коллекторов плоской конструкции. Это обусловлено тем, что температура воды в бассейне достаточно низкая, и нет необходимости доводить ее до кипения.

Циркуляцию воды обеспечивает циркуляционный насос, а процесс подогрева осуществляется все светлое время суток.

Для данного вида использования применяются коллекторы двух типов, как-то:

1. Открытой конструкции – когда шланги, по которым циркулирует вода скручены в улитку и закреплены на подложке. Наружная поверхность в этом случае остается открытой.
2. Стандартной, закрытой конструкции.

Использование плоских коллекторов закрытого типа для подогрева воды в бассейне

В первом случае стоимость конструкции значительно ниже, но и КПД использования также более низкий, чем при использовании моделей закрытого типа.

С вариантом использования готового комплекта гелио системы открытого типа, для подогрева воды в бассейне, можно ознакомиться в следующем видео сюжете:

Установка Станилова – как изготовить самостоятельно?

В Европе востребованными являются установки для отопления дома, производимые по чертежам Станислава Станилова – известного изобретателя и инженера из Болгарии. Собрать такой солнечный коллектор своими руками можете и вы, руководствуясь далее приведенной схемой выполнения работ:

1. Берем деревянные доски сечением 12х2,5 (3) см, сколачиваем из них короб, усиливая дополнительно его днище брусками 5х3 см.
2. Укладываем на дно получившегося ящика теплоизолирующий материал – минвату, пенополистирольные либо пенопластовые плиты, а сверху – лист жести или обыкновенного железа.
3. Из стальных труб нужно будет сделать радиатор трубчатого типа (сварить между собой несколько трубных изделий) и установить его в короб.
4. Тщательно фиксируем радиатор стальными трубными хомутами, замазываем щели и зазоры в ящике, герметизируем его.
5. Внешние элементы конструкции окрашиваем в белый либо серебристый цвет (тем самым значительно уменьшаем тепловые потери), радиатор и дно короба – в черный цвет.

После этого нужно будет сделать тепловой накопитель и специальную аванкамеру. Функцию первого может выполнять любая герметичная емкость объемом 150–400 литров. Допускается брать несколько баков и соединять их между собой. Аванкамеру несложно сделать из сосуда (обязательно герметичного) объемом 40 и более литров. В нее следует поместить обычный шар-кран, используемый в сливном бачке унитаза. Он необходим для формирования небольшого, но постоянного давления в камере.

Сборка изделия своими руками

Накопитель самодельного устройства для отопления дома теплоизолируют и ставят в заранее подготовленный короб из фанеры. Расстояние между его стенками и накопительным баком заполняют пенопластом, минеральной ватой. Некоторые умельцы используют для изоляции и обычные древесные опилки, чтобы снизить стоимость конструкции. Теперь можно приступать к сборке и установке коллектора. Сначала монтируете аванкамеру и накопитель в одну конструкцию. В накопителе уровень воды должен быть по отношению к уровню в аванкамере ниже на 0,8–0,9 метров.

Затем подсоединяете к составляющим коллектора трубы: подпитки накопителя, подачи воды (горячей) к смесителям, подачи воды (холодной) к аванкамере и к смесителям, ввода холодной воды и две дренажные – для аванкамеры и для накопителя. На участки с малым напором воды рекомендуется ставить трубные изделия сечением 1 дюйм, с высоким напором – 1/2 дюйма. Для подсоединения труб используются сгоны, тройники, переходники, фитинги. Здесь нужно смотреть по ситуации, какие элементы приобретать, монтируя коллектор для отопления частного дома.

Конструкционные особенности и принцип работы

Гелиосистемы сегодня используются в качестве эффективного вспомогательного отопительного оборудования. Благодаря таким коллекторам, имеется возможность переработки солнечного излучения в тепло и другую энергию. В южных регионах такие устройства способны обеспечить полное отопление и горячее водоснабжение частного дома. Во многом эффективность гелиосистемы будет зависеть от климатических условий в регионе, а также от конкретных размеров устройства.

На сегодняшний день существуют различные виды солнечных водяных коллекторов, при этом всё оборудование имеет похожий принцип работы. Любая гелиосистема будет иметь замкнутый контур, в котором последовательно располагаются приборы, преобразующие солнечную энергию в тепловую и передающие ее потребителю. Внутри гелиоколлектора находится система трубок, соединенных с входной и выходной магистралью. По трубкам циркулирует нагретый воздух, техническая вода или теплоноситель из незамерзающей жидкости.

Конвертируйте солнечную энергию в тепло и электричество для дома

Верхняя часть корпуса изготавливается из материалов, пропускающих световой поток. Это может быть закалённое силикатное стекло, оргстекло или различные прозрачные полимерные материалы. Корпус устройства должен отличаться прочностью и сохранять свои показатели прозрачности на протяжении всего срока эксплуатации оборудования. Предпочтительно использовать закаленное стекло, так как полимеры со временем подвержены воздействию ультрафиолетовых лучей, а при нагревании расширяются, что способствует разгерметизации корпуса.

В качестве теплоносителя может использоваться вода, если коллектор эксплуатируется лишь в теплое время года, или специальные жидкости с антифризами, что позволяет предупредить замерзание всей системы зимой.

В зависимости от своего типа устройства можно разделить на одно и двухконтурные. Простые по своей конструкции солнечные одноконтурные коллекторы станут отличным решением для обогрева небольшого строения, где не требуется дополнительно решать проблемы с горячим водоснабжением. Двухконтурные гелиосистемы имеют куда более сложную конструкцию, они эффективны, однако изготовить их самостоятельно зачастую не представляется возможным.

Дополнительная информация о структуре

Сам солнечный коллектор становится главным элементом в системе нагрева воды. Эта конструкция может быть отнесена к одной из трёх групп:

• плоские коллекторы
• вакуумные коллекторы
• водяные коллекторы

плоских коллекторов

Рама с вакуумными трубками из боросиликатного стекла — вот что используется для изготовления вакуумных коллекторов. Ещё одна колба со специальным поглощающим покрытием имеется при этом внутри каждой отдельной трубки. Медная трубка с теплоносителем под низким давлением располагается в самих колбах. В теплообменник с жидкостью помещается конец медной трубки, именно туда выделяется тепловая энергия, которая аккумулируется в системе.

Конструкция типа «морская трубка» тоже является отдельной разновидностью вакуумных коллекторов. Бак для воды и трубки в этом случае находятся на раме. Внутри каждой трубки находится ещё одна трубка, между ними обязательно устраивается специальное вакуумное пространство. Слоем абсорбента покрыты вакуумные трубки, более того, они заполнены водой. Когда происходит нагрев, вода поднимается в бак. Холодная опускается к трубкам для нагрева. Такие системы ещё называются водяными солнечными коллекторами.

Бак-аккумулятор выступает вторым элементом, который обязательно присутствует в любой системе. Именно он используется для хранения воды, в дальнейшем потребляющейся для различных нужд. Наружную часть бака лучше утеплить отдельным слоем толщиной минимум в 3 сантиметра, иначе в холодное время года он не сможет сохранить тепло. Бойлер для солнечного коллектора тоже подождёт.

Тепловая энергия для вашего дома: как сделать коллектор своими руками?

Для изготовления устройства в ход могут идти листы поликарбоната, медные или полипропиленовые трубы.

Самой универсальной конструкцией является разработка болгарского инженера Станислава Станилова. Основной принцип действия этого коллектора — это использование парникового эффекта. Накопитель представляет собой помещённый в теплоизолированную деревянную коробку трубчатый радиатор, сваренный их стальных труб. Для подведения и отведения воды используются водопроводные трубы диаметром 1 или ¾ дюйма.

Коробка теплоизолируется со всех сторон при помощи пенопласта, пенополистирола, минеральной или эковатой. Особенно тщательно изолируется дно, куда поверх изоляции кладётся лист оцинкованного кровельного железа, на который ставится сам радиатор. Он закрепляется в коробке стальными хомутами. Металлический лист и радиатор красятся чёрной матовой краской, а коробка со всех сторон, кроме стеклянной крышки, покрывается белой краской. Покровное стекло, через которое будет проходить к радиатору солнечный свет, хорошо герметизируется. Накопителем тепла может служить металлическая бочка, помещённая в дощатой или фанерной коробке, в полости которой заполняется эковатой, сухими опилками, керамзитом, песком.

Необходимые инструменты и материалы

Основной принцип действия такого коллектора — использование парникового эффекта

• стекло (например, 1700/750 мм);
• рама под стекло;
• оргалит для дна;
• доска сечением 120/25 мм;
• стальная полоса сечением 20/2,5 мм, длина 3 м;
• накладка-уголок;
• деревянный брусок сечением 50/30 мм;
• соединительная муфта;
• труба радиатора;
• приёмная труба радиатора ;
• хомуты для крепления;
• оцинкованное железо в качестве отражателя;
• теплоизолятор;
• бак на 200−300 литров.

Изготовление: пошаговые действия

Конструкция солнечного коллектора проста

1. Из досок сколачивается короб, днище которого усиливается брусом.
2. На дно укладывается теплоизоляция (пенопласт, пенополистирол, минеральная вата), поверх которой кладётся лист железа или жести.
3. Сверху ставится радиатор и закрепляется хомутами из стальной полосы.
4. Все соединения герметизируются, стыки и щели замазываются.
5. Трубы радиатора и металлический лист выкрашиваются в чёрный цвет.
6. Короб и бак для воды выкрашивается в серебристый цвет. Бак для воды помещается в теплоизолированный короб или бочку (между баком и стенами короба насыпается теплоизоляционный материал).
7. Для создания постоянного небольшого давления приобретается аквакамера с поплавковым клапаном, как в бочке унитаза. Её можно приобрести в магазине сантехники.
8. На чердаке дома, под крышей размещается аквакамера и накопитель воды (бак). Аквакамера помещена выше бака как минимум на 0,8 м.
9. Коллектор размещается на крыше южной стороны дома под углом 45 к горизонту.
10. Далее идёт соединение всей системы между собой трубами: полудюймовыми трубами монтируется высоконапорная часть системы от аквакамеры до водопроводного ввода.  Дюймовыми трубами монтируются низконапорные части. Минимальное количество труб — 12 штук, но, в зависимости от расстояний между частями коллектора, понадобится 18−15 труб, но не менее 12.
11. Чтобы избежать воздушных пробок, система заполняется водой с нижней части радиатора. Как только вся система наполнится водой, из дренажной трубки аквакамеры польётся вода.
12. Открываем вентиль в трубе для заполнения бака.
13. Вода начинает нагреваться сразу же. Тёплая вода поднимается вверх, вытесняя холодную, и та автоматически поступает в радиатор.
14. Как только часть воды будет использована, поплавковый клапан в аквакамере сработает, и холодная вода снова поступит в нижнюю часть системы. Смешивания воды при этом не происходит.

В ночное время желательно перекрывать доступ воды в бак, чтобы не возникли теплопотери.

Видео: простое устройство для сбора солнечной энергии из пивных банок

Как работает зимой?

В системах отопления, как правило, используются вакуумные коллекторы, это определяется их техническими характеристиками и условиями эксплуатации.

Основной элемент вакуумного солнечного коллектора – это вакуумная трубка, которая состоит из:

• Изоляционной трубки, выполненной из стекла или иного материала, пропускающего солнечные лучи с минимальными потерями их мощности;
• Медной, тепловой трубки, помещенной во внутреннее пространство изоляционной трубки;
• Алюминиевой фольги и поглощающего слоя, расположенных между трубками;
• Крышкой изоляционной трубки, являющейся уплотнительной прокладкой, обеспечивающей вакуум во внутреннем пространстве устройства. 

Работа системы осуществляется следующим образом:

1. Под воздействием солнечной энергии, теплоноситель контура трубки, испаряется и поднимается вверх, где в теплообменнике коллектора конденсируется, передает свое тепло теплоносителю наружного контура, после чего стекает вниз, и процесс повторяется.
2. Теплоноситель наружного контура, из теплообменника солнечного коллектора, подается на бак-аккумулятор, где происходит передача полученной тепловой энергии теплоносителю системы отопления и горячего водоснабжения.
3. Циркуляция теплоносителя наружного контура осуществляется путем установки циркуляционного насоса и систем автоматики, обеспечивающей работу системы в автоматическом режиме.
4. В комплекс системы автоматики входит контроллер, датчики и элементы управления, обеспечивающие установленные параметры работы системы (температура, расход жидкости в системе ГВС и т. д.) 

Для того, чтобы данная система была эффективна и справлялась с выполнением поставленных задач, в том числе и в зимний период, системой предусматривается установка дублирующих источников энергии. Это может быть дополнительная система нагрева, с использованием теплоносителя, как на приведенной схеме, когда теплоноситель дополнительного контура нагревается путем использования различных видов топлива (газ, биотопливо, электричество). Также, с подобную задачу можно выполнить путем установки электрических ТЭНов, непосредственно в бак-аккумулятор. Работу дублирующих источников энергии контролирует система автоматики, включая в работу данные устройства, по мере необходимости.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin