Солнечный коллектор своими руками: этапы изготовление

Воздушный солнечный коллектор — самостоятельный монтаж

Оборудование для отопления

16.10.2018

399

267

8 мин.

Сегодня среди жителей частных домов остро стоит вопрос о функциональной и экономной системе отопления. В наше время не нужно закупать дорогое топливо и заботиться о перевозке.

Хозяевам предлагается воспользоваться неограниченными природными ресурсами. Воздушный солнечный коллектор — это устройство, которое перерабатывает энергию солнца в тепло и поставляет ее в дом.

Необязательно покупать готовые аппараты, вроде солар фокс. Обогреватель можно сделать своими руками.

Обратите внимание

Современные аппараты используются как дополнительное оборудование для отопления, которое перерабатывает солнечный свет в топливо для помещения.

Но оно гарантирует хозяевам качественный обогрев воды и отопление лишь для жителей южных территорий, где большую часть года тепло.

И это только в том в случае, если коллекторы имеют довольно большие размеры и поставлены на незатемненных дворах. Вне зависимости от видов агрегаты работают по одному общему принципу.

Каждая гелиосистема — это система контуров с поочередным месторасположением приборов, вырабатывающих тепло и передающих его в помещение. Ведущими рабочими органами считаются солнечные батареи на фотоэлементах.

Солнечные коллекторы лишь помогают в выработке дополнительного тепла. Всецело переводить отопление дома на такой вид небезопасно по причине невозможности предугадать точный прогноз и количество дней с безоблачной погодой.

Коллекторы представлены как система труб, объединенных поочередно с выходной и входной магистралями или же имеющих вид змеи. По соединениям протекает вода (если устройство работает от воды), смешанная с антифризом. Циркуляцию обеспечивают физические особенности жидкости: испарительные процессы, изменение давления и прочие.

Сбор и обработка энергии солнца выполняется с помощью абсорберов. Это или сплошная пластина из железа с матовой внешней поверхностью, или система нескольких пластинок, которые соединены с трубами.

Для конструирования верхней части корпуса и крышки применяются расходники со способностью принимать лучи. Довольно популярными материалами профессионалы называют оргстекло, аналогичные полимеры, жаропрочное стекло.

Стоит отметить, что полимеры недостаточно стойко выдерживают воздействие ультрафиолета. Что касается пластика, то он способен деформироваться от повышенной температуры, а это нередко приводит к разгерметизации аппарата. Вследствие этого внедрение аналогичных расходников для оборудования корпуса коллектора следует исключить.

Важно

Воду как теплоноситель хозяева могут использовать лишь только в системах, специализированных для подачи дополнительного тепла в осень и весну. В том случае, если владелец собирается использовать систему на протяжении всего года, то в самую первую осень следует долить до воды необходимое количество антифриза.

Если солнечный коллектор планируется для подогрева маленького строения, не зависимого от централизованной системы отопления жилого дома, то следует построить самую примитивную конструкцию с одним контуром и прибором для нагрева в начале магистрали. Схема настолько проста, что ее не нужно обеспечивать насосами. Но максимально ее использовать можно только в летний период.

При подключении коллектора в двухконтурную конструкцию все обстоит гораздо труднее, но и количество подходящих для использования дней значительно увеличено. Устройство начинает работать сразу же с одного контура. Основная нагрузка приходится на ведущую магистраль, которая работает от электричества или топлива.

Независимо от производителей энергии и числа ясных дней, любой солнечный аппарат пользуется большим спросом среди владельцев частных домов и дач. Они очень популярны среди людей, которые заботятся о природе и стараются окружать себя экологически чистыми предметами, без загрязнений и вредных выбросов.

Есть довольно много факторов, по которым систематизируют те или другие оборудования. Впрочем, для устройств, подлежащих самостоятельной сборке и применимых для отопления помещений, более оптимальным станет деление по типу. Так, системы делятся на водные и воздушные. Чаще всего хозяева делают выбор в пользу первых.

Простой паровой коллектор можно соорудить из гофры. Еще потребуется теплоизолятор из фольги и фанерная панель для коробки. Для начала следует обработать гофру, прокладывая ее в нужном порядке. Прибор окрашивается темной краской. Далее идет монтаж подводов для поступления и циркуляции воздуха.

Низкие температуры. Самая высокая их температура – 50 градусов. Используются для нагрева воды в огородных баках, санузлах с июня по август и для комфорта в холодные вечера.

Совет

Средние температуры. Их пик нагрева составляет 80 градусов. Они хорошо отапливают комнаты и другие постройки. Подходящий вариант для частного дома и дачи.

Высокие температуры. Самый большой показатель, которого достигает устройство – 300 градусов. Такой коллектор желательно использовать только для промышленности: заводских помещений, цехов и др.

Конструирование прибора самостоятельно — интересная процедура, которая приносит очень много пользы. Она позволяет правильно применять энергию солнца, решить большое количество значительных хозяйственных вопросов.

Поглощающая панель изготовлена из сотового поликарбоната, окрашенного в темный цвет. Верхний и нижний края панели, т. е. отрытые торцы каналов поликарбонатного листа, вставлены в разрезанные вдоль трубы.

Пошаговая инструкция по основным этапам работы:

  • монтаж поглощающей панели;
  • подсоединение аккумулятора к задней стенке;
  • термоизоляция для аккумулятора;
  • сборка устройства;
  • вставка металлопрофиля;
  • сверление отверстий для соединения с трубами;
  • сварка всех составляющих;
  • установка стойки для готового аппарата.

Самым простым и недорогим материалом для изготовления солнечного коллектора среди профессионалов всегда считалась древесина. В строительных магазинах в специальных отделах представлены различные брусья, доски, плиты, панели и другие товары. Что касается металла, то он стоит значительно дороже, но его отличает высокая прочность.

На каждый расходник у продавца в обязательном порядке должен быть сертификат качества, в котором есть отдельный пункт, посвященный требованиям к постройкам и конструкциям на улице. Обычно на продукцию дается гарантия сроком на 30 лет. Для того чтобы материалы прослужили это время, нужно смотреть на характеристики и по возможности приобрести средства защиты.

Если хозяин планирует изготовить деревянный корпус, то его стоит обработать специальными пропитками и антисептиками. Они помогут защитить древесину от насекомых, плесени и случайно проскочивших искр.

Главным принципом, которому нужно следовать при составлении проекта и практической части, считается доступность материалов в соотношении стоимости и финансовых возможностей владельцев. То есть, имеются ли они в свободном доступе или коллектор можно собрать из подручных средств.

Есть множество оптимальных для сборки, к примеру, ПВХ или же ПП труба с угловыми фитингами. Известны модели, изготовленные из пустых пивных банок. Для предотвращения утрат тепла на дно короба стелется изоляция. Как правило, это пенопластовые плиты или минеральная вата. Сегодня строительная индустрия выпускает довольно большое количество изолирующих материалов на любой вкус.

Если для изоляции применяется пенопластовая или пенополистирольная плита, то трубам и магистралям необходимо обеспечить канавки. Абсорбер помещается на защиту сверху и надежно крепится к днищу корпуса методом в зависимости от расходника.

Приемник тепла — абсорбирующая составляющая конструкции. Это целая система труб, где нагревается теплоноситель, и элементов, произведенных в большинстве из листов меди. Наилучшим материалом для создания теплоприемника являются трубы из меди. Мастера-самоучки придумали другой альтернативный вариант — спиральный теплообменник из полипропиленового шланга.

Обратите внимание

Любопытно и такое решение — абсорбер гелиосистемы из гибкой полимерной трубы. Чтобы соединить все детали между собой, требуется использовать фитинги нужных размеров.

Для солнечного коллектора в доме и гараже можно найти много полезных деталей от старой бытовой техники. В этот перечень входят теплообменник из ненужного холодильника, водопроводные трубы с основой из полиэтилена, старые батареи. Необходимым аспектом для производительности является теплопроводность.

Для сборки коллектора своими руками наилучшим вариантом считается медь. Она обладает теплопроводностью, которая равняется 394 Вт/м². У алюминия данный параметр может меняться – 202-236 Вт/м².

Трубы из меди давно зарекомендовали себя как наилучший материал для теплоприемника. Но это не означает, что другие отстают от них по всем параметрам.

Любую трубу, независимо от расходника, в обязательном порядке следует герметизировать. Они прокладываются в параллельном направлении, или же хозяева могут использовать принцип змеевика. Кстати, это самый надежный метод, потому что понижает риск возникновения дыр и гарантирует более равномерное перемещение воздуха.

Вершина короба, в котором располагается теплообменник, запирается стеклом. Вместо него можно применить современные материалы, наподобие акриловых полимеров или же цельного поликарбоната. Пластину лучше выбрать рифленую или матовую. Некоторые хозяева закрывают пространство полиэтиленовой пленкой в несколько слоев.

После сооружения конструкции следует тщательно проверить на наличие всех деталей. Если все на месте – можно переходить непосредственно к монтажу.

Важно

Для начала хозяину следует установить аванкамеру. Она располагается в самой высокой точке – чердак, эстакада, крыша. Здесь следует помнить о весе в зависимости от типа нагревателя. Если планируется водяной коллектор, то его масса будет гораздо больше, чем у воздушного. Но перекрытия на всякий случай лучше еще раз все проверить.

После этого монтируется короб. Наиболее надежное и оптимальное месторасположение для него – южная сторона. А угол наклона должен равняться максимум 45 градусам.

Затем все проложенные трубы объединяются в одну систему. Каждая из них снабжается поперечниками. Самый маленький имеет размеры в полдюйма, и он применяется для прибора напорной части системы.

Чтобы энергия не терялась при передвижении воздуха, необходимо каждую трубу изолировать. Для этого можно применить пенопласт, базальтовую вату или фольгу. Это касается и аванкамеры.

Обычным и легкодоступным вариантом термоизоляции накопительной емкости считается сооружение вокруг фанерного или дощатого короба. Зазоры наполняются утеплителем – шлаковатой, смесью сухой травы с глиной, опилками.

Впоследствии монтажа всех составляющих и утепления части систем необходимо подключить вентиляторы и терморегуляторы. Постепенно коллектор заполнится воздухом и нагреется. Обязательно стоит проверить работу клапанов, которые будут препятствовать циркуляции воздуха в нерабочее время.

Увеличение температуры случается в том числе и в облачную погоду. Подогретый теплоноситель начинает подниматься в верхнюю часть накопителя. Циркуляция воздуха осуществляется до того момента, пока жар теплоносителя, поступающего в радиатор, не будет равен температурному режиму у выхода из аппарата.

Источник: http://obustroen.ru/inghenernye-sistemy/otoplenie/oborudovanie-otopleniya/vozdushnyy-solnechnyy-kollektor.html

Воздушный солнечный коллектор своими руками — особенности изготовления

Кому не хотелось бы уменьшить затраты на отопление, тем более в условиях постоянного роста стоимости энергоносителей?

Самый простой способ добиться этого состоит в усвоении солнечного тепла, которое можно потреблять без каких-либо преобразований.

Совет

Конечно, зимой оно поступает в наши широты в весьма скудных количествах, но и этим пренебрегать не стоит. Тем более что для его сбора потребуется крайне простое и дешевое устройство, которое легко можно изготовить самостоятельно.

В данной статье мы как раз и поговорим о том, как сделать воздушный солнечный коллектор своими руками для отопления дома — устройство, схемы, конструкции.

Устройство и принцип работы солнечного коллектора

По своему устройству солнечный коллектор противоположен радиатору системы отопления. Если стенки радиатора нагреваются от теплоносителя, то в коллекторе, наоборот, теплоноситель нагревается от стенок.

Сами же стенки, в свою очередь, нагреваются за счет поглощения солнечного тепла (их окрашивают в черный цвет), в силу чего эту часть коллектора обычно называют абсорбером.

Читайте также:  Что такое опрессовка отопления и ее метод

Гелиосистема в автономной системе отопления

Материал абсорбера должен обладать высокой теплопроводностью, поэтому в домашних условиях его следует делать из меди или алюминия. В коллекторах заводского изготовления абсорбер выполняют из особых сплавов, для которых характерна не только высокая теплопроводность, но и малая интенсивность инфракрасного излучения.

Площадь контакта теплоносителя с абсорбером по понятным причинам целесообразно делать как можно большей, поэтому последний обычно оснащают ребрами или аналогичными конструктивными элементами.

Воздушный солнечный коллектор для отопления своими руками: схема

Чтобы избежать теплопотерь за счет контакта с уличным воздухом, абсорбер самодельного коллектора помещают в хорошо утепленный деревянный корпус, закрытый сверху прозрачным пластиком (поликарбонат или оргстекло) или прочным закаленным стеклом.

У коллекторов заводского изготовления трубки абсорбера помещают в вакуумированные колбы, так что тепло в них хранится, как в термосе.

Схема сборки солнечного коллектора

В качестве теплоносителя может использоваться как воздух, так и жидкая среда — вода или антифриз. Мы рассмотрим именно воздушный коллектор, поскольку он проще в изготовлении.

Определение места установки и доступной площади

Место установки коллектора должно удовлетворять следующим требованиям:

  1. Прибор следует располагать как можно ближе к потребителю, то есть помещению, в которое поступает нагретый воздух.
  2. Панель должна смотреть по возможности строго на юг или как можно ближе к данному направлению.

    При этом ее поверхность крайне желательно расположить под прямым углом к солнечным лучам, вследствие чего потери из-за отражения окажутся минимальными.

  3. На место установки коллектора не должна падать тень от деревьев, труб или зданий.

Каких-либо ограничений касательно выбора площади коллектора не существует: чем большим он будет, тем более высокой окажется его производительность и, соответственно, тем меньшей будет сумма в платежках за отопление.

Выбор конструкции абсорбера коллектора

Абсорбер предлагается сделать трубчатым, то есть состоящим из нескольких параллельных трубок, объединенных на входе и выходе распределительными гребенками.

В этом случае для изготовления данной части коллектора можно применить весьма доступный и удобный материал — алюминиевые банки для газированных напитков.

Для этой цели они подходят идеально, так как обладают целым рядом достоинств:

  1. Алюминий, как уже говорилось, обладает высокой теплопроводностью.
  2. Тонкую стенку банки легко можно разрезать обычным ножом.
  3. В подавляющем большинстве случаев банки для напитков имеют стандартизированный размер ( при объеме в 0,5 л — 168х66 мм).
  4. Ради удобства хранения и транспортировки банкам специально придают такую форму, чтобы они хорошо стыковались одна с другой (верхний край сужают до диаметра 59 мм, а днищу придают вогнутую форму).
  5. После употребления содержимого банку обычно выбрасывают в мусор, поэтому для будущего владельца коллектора этот материал является абсолютно бесплатным.

Иногда банки изготавливают из стали. Выявить такие емкости несложно, так как в отличие от алюминиевых, они притягиваются к магниту. Их следует отбраковывать.

Перед сборкой панели обязательно вымойте банки с применением моющего средства, иначе пропущенный через них воздух будет иметь неприятный запах.

Изготовление корпуса коллектора и его теплоизоляции

Предлагаемый к изготовлению коллектор будет состоять из 8-ми трубок по 8 банок в каждой. При этом его корпус будет иметь размеры 1400х670 мм. Для изготовления всех элементов ящика (корпуса) потребуется лист фанеры размером 1525х1525х21 мм. Из него необходимо вырезать следующие детали:

  1. Днище размером 1400х670 мм — 1 шт.
  2. Стенки размером 1400х116 мм — 2 шт.
  3. Детали размером 630х116 мм — 4 шт (2 используются в качестве стенок, другие 2 — в качестве направляющих для банок).

Края деталей скорее всего придется обрабатывать, на что при разметке следует оставлять припуск от 3-х до 5-ти мм.

Поскольку коллектор будет устанавливаться снаружи, все деревянные детали необходимо обработать антисептиком или окрасить.

Создание коллектора

При сборке ящика детали скрепляются посредством уголков и каких-нибудь шурупов, например, мебельных размером 6,3х50 мм (их называют конфирматами). Отверстия под установку таких шурупов выполняются сверлом диаметром 4 мм.

Каждую деталь при сборке необходимо сажать на силиконовый герметик, чтобы ящик оказался герметичным.

Изнутри днище и стенки оклеиваются пенопластом толщиной 20 мм, а затем — любой фольгированной теплоизоляцией (фольгой внутрь, то есть к абсорберу).

В каждой из направляющих при помощи коронки нужно высверлить по 8 отверстий, диаметр которых соответствует диаметру банки. При этом банка в отверстие должна сидеть достаточно плотно.

Направляющие устанавливаются с двух сторон в ящике, а трубки абсорбера — между ними.

Таким образом, банки в трубке оказываются прижатыми друг к другу без каких-либо фиксаторов.

Изготовление абсорберов

Трубки собираем следующим образом:

  1. Стенка, закрывающая банку сверху (в которой имеется отверстие) разрезается ножницами по металлу на «лепестки», которые загибаются внутрь. Отгибать «лепестки» удобно путем насаживания банки на пластиковую трубу максимально возможного диаметра (чтобы проходила внутрь банки).
  2. В донышке каждой банки коническим сверлом нужно выполнить 3 отверстия диаметром 20 мм, так чтобы их центры находились в вершинах равностороннего треугольника.
  3. Теперь из банок можно собирать трубки — по 8 шт. в каждой. Места соединений банок следует проклеивать высокотемпературным герметиком для дымоходов, например, марки High Heat Mortar. Данный состав следует наносить на предварительно обезжиренную и увлажненную поверхность. Состав разравнивают пальцами, надев резиновые перчатки, которые также следует смочить водой.

Чтобы трубки получались идеально ровными, банки при сборке следует укладывать в шаблон, сбитый из двух досок и имеющий форму равнополочного уголка. Он устанавливается под небольшим углом к вертикали (можно опереть о стену).

На только что собранную трубку, находящуюся в шаблоне, сверху до полного отвердения герметика нужно установить груз.

Сборка воздушного солнечного коллектора

Уложив трубки на горизонтальную поверхность в виде батареи, каждую из них с одной стороны смазывают герметиком и устанавливают в направляющую.

С другой стороны на батарею устанавливают вторую направляющую — также с применением герметика. До отвердения герметика направляющие следует стянуть бельевой резинкой.

На этом этапе батарею вместе с направляющими сверху нужно окрасить черной матовой краской.

Склеивание алюминиевых банок для солнечного коллектора

Обратите внимание

Далее собранный абсорбер устанавливается в ящик. Перед этим в пенопласте следует вырезать пазы под направляющие.

Имеющееся с каждой стороны пространство между стенкой ящика и направляющей будет играть роль распределительной гребенки.

В этом месте в днище панели следует вырезать отверстия для подключения коллектора к воздуховодам. Сверху это пространство нужно зашить пластиковой вагонкой.

Над абсорбером устанавливается лист прозрачного пластика (оргстекло из поликарбоната или акрила), который сажается на герметик и прикручивается к стенкам шурупами с пресс-шайбой.

Подключение

Коллектор закрепляется на крыше посредством кронштейна и подключается к двум воздуховодам, ведущим внутрь помещения. На входном воздуховоде следует установить вентилятор производительностью около 150 куб. м/ч.

Эксплуатация и уход

Придерживайтесь следующих правил:

  1. Периодически мойте прозрачную пластиковую крышку над абсорбером.
  2. Летом накрывайте панель светлой тканью, чтобы она не перегревалась.

Периодически проверяйте герметичность соединений, особенно по пути следований подогреваемого воздуха.

Признаком разгерметизации трубок абсорбера служит запотевание пластиковой крышки.

Видео на тему

Источник: https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/alternativnoe-otoplenie/vozdushnyj-solnechnyj-kollektor-svoimi-rukami.html

Солнечный коллектор своими руками – как изготовить устройство? Подробная инструкция

Солнечный коллектор используется для поглощения энергии солнечного излучения, чтобы в дальнейшем она была концентрирована, преобразована и использована человеком.

Выработанная энергия применяется для:

  1. Обеспечения нагрева воды и запуска систем отопления жилых помещений.
  2. Обеспечения в бассейнах различного типа постоянно теплой водой.
  3. Обогрева теплиц.
  4. Для нагревания технологической воды, используемой в промышленности.

Принцип работы и область применения

Принцип действия

Конструкция и используемые для ее создания материалы направлены для максимально возможного потребления солнечной энергии. После чего она преобразовывается в тепловую, и передается для дальнейшего ее использования. Теплоносителем в данной системе может являться как воздух, так и специальная жидкость с незамерзающими свойствами.

Циркуляция его может быть естественной и принудительной.

Коллекторы используются в различных странах с любым климатом.

Область применения их достаточно велика:

  1. Для дач, коттеджей и частных домов.
  2. Различных производственных комплексов, независимо от рода деятельности и масштаба.
  3. На автомойках, станций автозаправок.
  4. В детских и медицинских учреждениях.
  5. На объектах железнодорожного транспорта.
  6. В гостиничных, торговых и развлекательных комплексах.
  7. В заведениях общепита и офисах.

Преимущества и недостатки

Коллекторы имеют большой ряд преимуществ, к ним можно отнести:

  1. Снижение расходов на обслуживание отопительной системы дома, и обеспечение его горячим водоснабжением.
  2. Возможность получения обогрева дома и горячей воды при перебоях и временном отсутствии электроснабжения и подачи газа.
  3. Снижение нагрузки на отопительную систему, вследствие чего происходит увеличение ее срока службы.
  4. Экономия природных ресурсов и сохранение экологии.
  5. Экологичность системы не оказывает негативного воздействия на человека.

Минусом можно назвать довольно высокую стоимость и непростой монтаж этого оборудования.

Виды

Можно выделить два вида этих устройств. Каждому из них свойственны определенные характеристики и принципы действия.

Плоский коллектор

Подобные коллекторы изготовляются в виде панели, размером до 2,5 метра, в центре которой помещается поглощающая пластина. Изготавливается она из теплопроводящих металлов, медь или алюминий самые используемые для этого. На нее нанесено покрытие, которому свойственно наличие низкого коэффициента излучения.

Это требуется для наибольшего преобразования солнечных лучей в виде тепловой энергии, при этом, в окружающую среду ее выход должен быть минимальным. Этот абсорбирующий слой соединяется с трубками. Именно по ним происходит циркуляция чаще всего пропилен-гликоля, который выступает в качестве теплоносителя.

Также, может использоваться антифриз или же вода. Под трубками расположен теплоизоляционный слой. Над поглотителем находится специальное защитное гелиостекло. Ему характерно минимальное содержание железа для наибольшей пропускной способности, а корпус усилен листовой сталью с теплоизоляцией или алюминием.

Используется этот вид для монтажа на скатных или же плоских крышах. Но его можно монтировать в любом месте и положении. Этот вид наиболее распространен и получил широкое использование для отопительных систем и для нагрева воды.

Трубчатый (вакуумированный)

Состоит он из отдельных трубок. Число их может быть от 5 до 30 штук. Каждая, из трубок по принципу действия представляет собой миниколлектор. Все они объединены в одну панель.

Внутри трубки находится еще одна такая же деталь меньшего размера. Между ними создан вакуум. Верхняя часть состоит из гелиостекла и выполняет функцию защиты. В нее встроена пластинка поглотителя, состоящая из меди или алюминия. Меньшая трубка находится под пластиной, в ней происходит циркуляция теплоносителя. Вакуум в этом случае играет роль теплоизолятора.

Такой солнечный коллектор действует значительно эффективней по сравнению с плоским, в условиях низких атмосферных температур. Но стоимость их значительно выше.

Трубчатый коллектор в свою очередь бывает двух видов, отличных по конструкции. Различают тип с тепловой трубой и прямоточный. Преимуществом первого типа можно назвать сохранение эффективной работоспособности при температуре до -30 градусов Цельсия, а в некоторых случаях даже до -40.

Отличительными особенностями прямоточного коллектора является возможность его монтажа в любом положении, а также минимальные теплопотери при работе.

Как сделать своими руками?

Устройство коллектора

Этот прибор для экономии энергии можно изготовить собственными руками. Вариантов исполнения в этом случае существует немало. Например, его можно сделать из оконной рамы, старого электрического бойлера, холодильника, и даже пластиковых бутылок.

Рассмотрим один из наиболее простых коллекторов, изготовленных при помощи деталей старого холодильника. Осуществлять такой коллектор будет подогрев воды для технических нужд.

Необходимые материалы и инструменты

Источник: http://househill.ru/kommunikacii/electrika/generator/solnechnye/kollektor-svoimi-rukami.html

Как сделать солнечный коллектор своими руками

Активное внедрение альтернативных источников тепловой энергии способствует минимизации затрат связанных с производством и распространением данного типа ресурсов.

Ввиду чего все большей популярностью среди потребителей пользуются такие устройства как тепловые насосы, ветрогенераторы, солнечные коллекторы. Учитывая, что стоимость представленных устройств на сегодняшний день достаточно высока и не позволяет использовать альтернативные приборы повсеместно, целесообразно рассмотреть методику их самостоятельного изготовления. 

Так, к примеру, без особых сложностей может быть сооружен солнечный коллектор своими руками. Этот прибор представляет собой элемент климатической техники, применяющийся для производства горячей воды с целью использования в отопительных и водоподающих системах.

Причем отличительной особенностью солнечного коллектора является возможность внедрения в производственный цикл бесплатных, возобновляемых ресурсов природы, что делает применение установки не только экономически выгодным, но и перспективным с экологической точки зрения мероприятием (отсутствуют процессы сгорания).  

Вдобавок ко всему солнечные коллекторы позволяют извлекать солнечную энергию не только при активном излучении, но даже в пасмурную погоду, что делает применение коллекторов актуальным даже в период межсезонья. 

Принцип работы солнечного коллектора заключается в том, что при нагреве воды ее плотность изменяется и субстанция перемещается к верхним точкам, одновременно выталкивая более холодные пласты воды для последующего нагрева. Причем, благодаря указанному термосифонному эффекту работоспособность коллекторной схемы может быть достигнута без применения дополнительного насосного оборудования. 

Конструкция солнечного коллектора частного производства

Перед тем как описывать процесс самостоятельного сооружения солнечного коллектора желательно ознакомиться с конструкцией данного климатического устройства. Такой коллектор включает в свой состав следующие элементы:

  • Теплообменник (радиатор, необходимый для съема тепла из рассеянной солнечной энергии)
  • Накопитель (резервуар для хранения и компенсации разогретой жидкости);
  • Аванкамера (для создания в гидравлической системе постоянного избыточного давления).

Для удобства изготовления и монтажа радиатор солнечного коллектора помещается в деревянный короб, лицевая поверхность которого остекляется.

Сам радиатор (теплообменник) представляет собой систему труб сваренных между собой.

То есть из более толстых труб (обычно дюймовых) изготавливаются подводящие и отводящие магистрали, а затем с помощью более тонких изделий осуществляют параллельное соединение магистралей. 

Как изготавливается солнечный коллектор

Конечно же, перед тем как произвести сооружение альтернативного источника тепловой энергии потребуется произвести расчет солнечного коллектора, но для домашнего применения эта операция может быть исключена, а вся методика будет базироваться на ориентировочных показателях. 

Поэтому предлагаем вашему вниманию особенности сборки солнечного коллектора для получения горячей воды в домашних условиях. 

Изготовление радиатора (теплообменника)

Для того чтобы изготовить основу коллектора – теплообменник следует  запастись двумя видами труб: 

  1. Однодюймовые ( 2 шт по 700 мм);
  2. Полудюймовые, тонкостенные (15 шт по 1600 мм).

Затем в более толстых трубах, выступающих в качестве подводящего и отводящего элемента просверливаются отверстия для перпендикулярного подсоединения элементов решетки (более тонких труб). Отверстия располагаются соосно по одной стороне трубы с шагом 40 – 45 мм. После сопоставления полученных отверстий с тонкими трубами конструкция сваривается в единую герметичную систему. 

Отдельное внимание следует уделить изготовлению короба теплообменника. Обычно он сооружается из деревянных планок, но в принципе может быть изготовлен из любых типов материалов.  Так, для стенок короба могут быть использованы доски шириной 120мм и толщиной около 30 мм, а для сооружения его днища – фанера или текстолит с дополнительными ребрами жесткости. 

Далее днище короба подвергается качественному теплоизолированию, для чего оно покрывается слоем пенопласта или  минеральной ваты, а после накрывается листом оцинковки, какой надежно фиксируется.

https://www.youtube.com/watch?v=H9eBcnAzXmY

Впоследствии на лист оцинкованного железа устанавливается теплообменник и фиксируется к основанию короба с помощью стальных хомутов или металлических полосок.

Следует отметить, что для улучшения термопреобразовательного эффекта трубы теплообменника и само днище основания короба рекомендуется окрасить в черный цвет, а внешние элементы конструкции в светлые тона (для уменьшения тепловых потерь). 

На финальном этапе сооружения коллектора производят установку покровного стекла, какое монтируется непосредственно к стенкам короба и качественно герметизируется. Выполняя указанную процедуру желательно придерживаться такого условия, чтобы расстояние между металлическими трубами радиатора и самим стеклом составляло около 12 мм. 

Сооружение накопителя

В качестве теплового накопителя в системе солнечного коллектора может выступать любой герметичный резервуар с объемом 150 – 400 литров, либо же несколько соединенных между собой резервуаров меньшей вместительности.

Безусловно, как и коллектор, накопитель нуждается в качественном теплоизолировании, для чего он располагается в заранее подготовленном фанерном коробе, а межстеночные расстояния устройства заполняются любым теплоизолирующим составом (пенопласт, минвата, опилки).  

Изготовление аванкамеры

Учитывая основную задачу аванкамеры – создавать в гидросистеме солнечного коллектора избыточное давление, следует отметить, что ее изготовление должно предусматривать установку дополнительного оборудования. Так, в качестве аванкамер могут применяться любые герметичные сосуды с объемом до 40 литров (к примеру, молочный бидон), оснащаемые водоподающим устройством в виде шар-крана, применяемого в смывных бачках. 

Как собрать солнечный коллектор, изготовленный своими руками

После того как все конструктивные элементы солнечного коллектора подготовлены приступают к процессу его сборки.

Для чего вначале рекомендуют смонтировать накопитель и аванкамеру (обычно располагаются на чердаке), причем выполняют это таким образом, чтобы уровень жидкости в накопителе располагался ниже уровня воды в аванкамере как минимум на 0,8 метра.

Вдобавок обязательно следует принимать во внимание надежность перекрытий сооружения, что обусловлено большой массой воды, собираемой в данных устройствах. 

На последующем этапе размещают на крыше строения сами коллекторы.

Важно

Предпочтительным местом монтажа для них считается южная часть сооружения, а их расположение к горизонту должно выбираться из условия наклона 35 – 45 градусов.

Обязательным условием расположения теплообменника является его удаление от накопителя по высоте на 0,7 метра (то есть коллектор должен быть ниже накопителя, а накопитель ниже аванкамеры). 

Далее производится гидравлическое соединение основных элементов коллектора с подключением к существующей водопроводной сети.

При выполнении этой операции должны использоваться специальные фитинги, переходники, сгоны, устройства запорной арматуры.

Вдобавок следует учесть, что высоконапорные участки системы должны подключаться с помощью полудюймовых труб, а низконапорные сети – с применением дюймовых изделий. 

Рекомендации по изготовлению и монтажу солнечного коллектора, сделанного своими руками

Для того, чтобы эксплуатационные и потребительские характеристики изготовленного солнечного коллектора удовлетворяли заявленным параметрам при его сооружении следует придерживаться ряда рекомендаций:

  • Трубопроводы, транспортирующие разогретые жидкости должны иметь качественное теплоизолирование. Для чего они обматываются поролоном, полиэтиленом, а в финале тканным материалом и окрашиваются в светлые тона;
  • Для удобства стравливания воздуха в таких устройствах следует предусматривать дренажные вентили в нижней части теплообменников;
  • При необходимости повышения производительности радиаторы солнечных коллекторов могут интегрироваться в единую гидравлическую сеть. 
  • В гидросистеме следует предусмотреть вентиль, исключающий обратную циркуляцию теплоносителя (в вечернее время суток), который следует самостоятельно перекрывать при значительном понижении температуры;
  • Подводить разогретую воду следует к устройствам потребления через смесители, что позволит получить заданную температуру жидкости. 

Пуско-наладочные работы солнечного коллектора

После окончательного монтажа приступают к вводу устройства в эксплуатацию, для чего реализуют последовательные операции:

  1. Заполняют установку водой через дренажные отверстия в нижней части радиаторов (до тех пор, пока из дренажной трубы аванкамеры не польётся водный состав);
  2. Подсоединяют аванкамеру к системе ХВС и регулируют уровень рабочей жидкости;
  3. Проверяют устройства на герметичность и переходят к эксплуатации климатической установки.

Изготовленный таким образом солнечный коллектор, позволит получить существенную экономию энергоресурсов и повысить уровень комфорта в сооружении. 

Читать еще:

Теплоизоляция крыши: основные рекомендации

Кровля крыши своими руками – прекрасная возможность экономии в строительстве

Принцип работы теплового насоса

Септик для дома своими руками 

Тематическое видео об особенностях функционирования солнечных коллекторов  

Если Вам понравился материал буду благодарен, если порекомендуете его друзьям или оставите полезный комментарий. 

Источник: https://domgvozdem.ru/index.php/klimaticheskaya-tehnika/203-solnechnyj

Солнечный коллектор своими руками: 19 фото изготовления

Самодельный солнечный коллектор из ПВХ шланга сделанный своими руками. Пошаговое изготовление солнечного коллектора мощностью 2,3 кВт*ч для нагрева воды: 19 фото.

С помощью самодельного солнечного нагревателя, можно бесплатно нагревать воду для домашних нужд: для душа, рукомойника, раковины на кухне.

Конструкция коллектора довольно проста и сделать его своими руками сможет каждый.

Изготовление самодельного солнечного коллектора

Для сборки коллектора понадобились следующие материалы:

  • Лист OSB 2500 х 1250 мм – 1 шт.
  • Брус 40 х 50 х 4500 мм – 2 шт.
  • Поликарбонат – 2100 х 1200 мм.
  • Листы пенополистирола – толщина 20 мм – 3 шт.
  • Фольгированный утеплитель – 2 м.
  • Перфорированная жесть – 2 м.
  • ПВХ шланг – 25 м.
  • Эмаль ПФ 115 – 1 л.
  • Чёрная краска в баллончике – 1 шт.
  • Шурупы 35 мм – 100 шт.

Далее вашему вниманию предоставлены фото сборки самоделки.

Распилены бруски.

Под лист поликарбоната в брусках сделан пропил.

Состыковал бруски по углам в замок.

Чтобы короб был герметичным, промазал бруски силиконом.

Короб основа под солнечный коллектор готова.

В короб уложены листы пенополистирола, сверху наклеен фольгированный утеплитель.

Шлаг будет крепиться проволокой, для этого на коробе закрепил полоски перфорированной жести с отверстиями, через которые была вставлена проволока.

На дно короба уложен и закреплён проволокой ПВХ шланг.

Концы шланга выведены из короба через отверстия в брусках.

Чтобы увеличить площадь поглощения солнечной энергии фольгированная поверхность покрашена чёрной краской из баллончика.

Короб закрыт поликарбонатом и посажен на силикон.

Солнечный коллектор подключён к баку ёмкостью на 500 литров.

Для перекачивания воды по системе был установлен циркуляционный насос.

Панель коллектора установлена по направлению в солнечную сторону.

Эффективность работы самодельного солнечного коллектора:

В 17:00 набрана ёмкость воды 500 л и включен циркуляционный насос, начальная температура воды +24 °С.

В 18:00 температура воды в баке поднялась до +28°С.

Подсчитаем мощность солнечного коллектора по формуле:

Q=c*m*(t2-t1).

Удельная теплоемкость для воды с = 4183 (Дж*кг*К).

Масса 0.5 куб. м воды m=500.

Температура t2 — t1 = 28 — 24 = 4 °С.

Q = 4183*500*4 = 8366000 (Дж) = 8366 (КДж).

1 (кДж) = 0,28 (Вт/ч)

Мощность самодельного коллектора составила = 2,342 Киловатт в час.

Интересное видео: самодельный солнечный коллектор из шланга.

Видео солнечный коллектор для дачи.

(8

Источник: http://sam-stroitel.com/solnechnyj-kollektor-svoimi-rukami.html

Солнечный коллектор своими руками: виды и методы изготовления

Cолнечный водонагреватель (коллектор) – это набор оборудования, предназначенного для трансформации солнечного света в тепловую энергию и последующей передачи её потребителю. В его состав входят нагреватель и ёмкость для воды.

Кроме этих двух узлов, в комплект водонагревателя входит трубопроводная арматура (трубы, краны и пр.), в зависимости от назначения и условий эксплуатации может входить циркулярный насос.

Гелиоколлекторы эксплуатируют в трёх температурных диапазонах.

Первые работают с температурой до +30 градусов Цельсия, это самые простые конструкции, их производство требует минимальных затрат.

Вторая группа водонагревателей обеспечивает нагрев воды от + 30 до +60 градусов Цельсия. Они несколько сложнее в производстве. Для их изготовления применяют стекло и поглотитель тепла.

Совет

Третья группа, вырабатывает такое количество тепловой энергии, которое позволяет разогревать воду +60 и более градусов. Эту группу гелиоколлекторов называют высокотемпературными.

Высокотемпературный солнечный коллектор XCPC с рабочей температурой до 200 ºС

Отечественные и иностранные производители освоили выпуск множества моделей этой продукции. Но сразу надо отметить, что это не самая дешёвая продукция, особенно импортная. Вследствие этого разработаны конструкции и технологии, позволяющие собратьсолнечный водонагреватель своими руками.

Солнечный коллектор своими руками – это возможно?

Самый простой вариант самодельного солнечного коллектора — это ящик, выполненный из древесины, обработанной антисептиком, при этом его лицевая стенка изготовлена из стекла или поликарбоната, а задняя может быть выполнена из листа оцинкованной стали и теплоизоляции. Типоваясхема подключения солнечного коллектора показана на рисунке ниже.

Схема подключения солнечного коллектора

Самодельный солнечный коллектор покрывают чёрной краской или специальным составом, который минимизирует отражение световых лучей.

Это устройство может быть использовано для организации горячего водоснабжения и отопления в доме, расположенным за городом. КПД самодельного гелиоколлектора редко превышает 80%, но и этого достаточно для организации горячего водоснабжения.

Изготовить солнечный водонагреватель своими руками в домашних условиях не составляет особого труда. Для этого необходимо иметь определённые навыки работы с инструментом и необходимые составляющие системы.

Расчет параметров солнечного коллектора

Принимая решение о самостоятельном изготовлении и применении солнечного водонагревателя необходимо рассчитать его площадь, и общее количество, необходимое для обеспечения дома горячей водой.

Устройство солнечного коллектора

Расчёт можно выполнить, основываясь на модели гелиоколлектора, имеющего площадь в один квадратный метр.

Для начала надо рассчитать тепловые потери, на коллекторе с такой площадью. Примем, что он выполнен в виде короба, лицевая сторона закрыта чёрным листом стекла или другого аналогичного материала, с тыльной стороны уложен лист пенопласта толщиной в 10 см.

Необходимо рассчитать тепловые потери, которые появятся в процессе эксплуатации гелионагревателя на лицевой и тыльной стороне. Зная толщину утеплителя — 10 см, коэффициент теплопроводности — 0,05 Вт/м*град и, предположив, что разность температур составит порядка 50 градусов, применяем формулу 0,05/0,1*50=25 Вт.

Примерная схема установки солнечного коллектора

Примерно такие же потери тепла можно ожидать со стороны торцов и труб, уложенных в короб. То есть, можно принять, что потери составят 50 Вт.

Небо без облаков бывает редко, кроме того, необходимо помнить, что на поверхности стекла оседает пыль. С учетом названных факторов можно снизить поступающую энергию до 800 Вт на 1 квадратный метр. Вода, которая будет использована для работы, имеет теплоёмкость 1,15 Вт/кг*градус.

То есть для того, чтобы повысить температуру одного литра воды на один градус необходимо израсходовать 1,16 Вт тепловой энергии. Применяя это к избранному коллектору с площадью 1 кв. м, можно посчитать 800/1,16=689,6, полученный результат округляем до 700 кг*град.

Обратите внимание

Таким образом, рассчитывается то количество воды, которое можно прогреть в заданном гелиоколлекторе в течение часа.

То есть, коллектор такой площади способен разогреть 10 литров до 70 градусов. Если для жильцов дома необходимо большее количество горячей воды, то придётся устанавливать несколько гелионагревателей площадью в один метр каждый и связанных между собой.

Короб в разрезе

Для одного человека необходимо порядка 50 л горячей воды. С учётом того, температура воды до нагревания может составлять 10 градусов, разница температур составит 60 градусов.

По формуле W=Q × V × Tp, можно рассчитать потребное количество тепла. Разделив полученный результат на количество солнечной энергии, эти данные можно уточнить на местной метеорологической станции.

Таким образом, будет выяснена необходимая площадь поверхности нагревателя.

Расчет солнечного коллектора для отопления проводится по такому же алгоритму. Только надо помнить, что расход воды будет больше.

Расчет такой системы нагрева воды имеет смысл проводить из потребных расходов тепла в летнее время. Оно будет применяться для ГВС и передачи тепловой нагрузки потребителям, например, в теплицу.

Солнечный коллектор своими руками — как собрать и изготовить

О том, как сделать солнечный коллектор своими руками, написано много литературы и статей и многие мастера с успехом используют эту информацию. Умельцы изготавливают коллекторы разных типов.

Солнечный гелиоколлектор из шланга

Наверное, самая простая конструкция нагревателя – это та, в которой для отбора тепла применяют обыкновенный резиновый шланг. Такая система нагрева воды может быть собрана очень быстро.

Практика показывает, что из шланга длиной в 100 метров, и Dу 20 мм, можно получить до 20 литров горячей воды.

Если возникает потребность в нагреве большего количества воды, то придется подключать циркуляционный насос или увеличивать длину шланга.

Солнечный гелиоколлектор из шланга

Важно

Для сборки такого гелиоколлектора потребуется шланг, изготовленный из полиэтилена или резины. Внутренний диаметр должен лежать в пределах 20-25 мм. Кстати, армированные ПВХ шланги не годятся, они имеют очень толстые стены.

Приобретенный шланг необходимо уложить в спираль. Для этого может подойти ровное место на грунте или крыше. Но лучше будет сделать для него короб.

Его можно сделать из толстого листа фанеры и бруска, днище и борта короба желательно обработать антисептиком и окрасить в черный цвет, таким образом, вода в шланге будет получать дополнительный нагрев.

Чтобы избежать деформации уложенного в короб рукава имеет смысл зафиксировать друг с другом кольца спирали, а сам шланг прикрепить к днищу короба.

Принцип работы солнечного коллектора

 

Нагреватель из оконной рамы

Можно сделать солнечный коллектор своими рукамииз оконной рамы. После того как из них удалили стекло, необходимо обустроить днище короба, который будет сделан из старой оконной рамы.

Для этого будет необходим теплоизоляционный материал и лист из оцинкованной стали, выкрашенный в черный цвет.

Если посмотреть на собранную конструкцию, то она будет выглядеть следующим образом – рама, лист стали, слой теплоизоляции.

Солнечный гелиоколлектор из оконной рамы

В качестве нагревательного элемента можно применять трубу, изготовленную из полиэтилена, меди или пластика. Диаметр сечения должен быть порядка ½ дюйма. Ее необходимо уложить на поверхности листа в форме змейки или спирали. Собранная конструкция закрывается сверху второй половиной рамы и для надежности можно ее притянуть винтами или струбцинами.

Место для установки накопительного бака, должно быть, расположено на 300 – 500 мм выше самого коллектора. В таком случае нет необходимости в организации принудительной циркуляции воды, так холодная вода будет самотеком спускаться вниз, а нагретая соответственно подниматься в емкость. Кстати, не будет лишним выполнить утепление этого бака.

Некоторые мастера используют для сооружения гелиоколлекторов старые холодильники или радиаторы автомобилей.

Так, из старого холодильника извлекается конденсатор, который необходимо тщательно промыть, но в целях безопасности жильцов дома, воду, нагретую с помощью этого устройства можно применять только в технических целях. Для сооружения нагревателя из остатков холодильника необходимо приготовить следующие материалы:

  • коврик из резины – он будет использован как подложка;
  • металлическая фольга;
  • скотч;
  • деревянные бруски, они будут использованы при изготовлении корпуса;
  • стекло.

Решетка радиатора от холодильника в каркасе под стеклом

После проведения замера решетки-конденсатора, необходимо изготовить короб, на дно которого необходимо уложить, заранее заготовленную фольгу. Все щели в корпусе необходимо будет оклеить скотчем.

Для обеспечения естественного движения воды необходимо верхнюю трубку теплообменника вверх, а емкость для воды закрепить выше собранной конструкции. Если по каким-то причинам трубку, деформировать, не получиться, то придется устанавливать насос для принудительной циркуляции воды.

Теоретически, для этого можно применить насос от аквариума. Для того чтобы конденсатор был надежно закреплен, можно задействовать крепеж от холодильника. После сборки всего коллектора его надо закрыть стеклом, для этого может подойти оконное.

Совет

После чего проверить наличие швов и при необходимости герметизировать их скотчем. Такая система, при уличной температуре за два часа может нагреть 20 литров воды до 44 градусов Цельсия.

Как видите, солнечный коллектор для отопления можно сделать самому и без специальных технологических приспособлений.

Пивные банки и нагрев воздуха на солнце

Воздушный солнечный коллектор своими рукамиможно собрать из жестяных пивных банок. Но он предназначается не для подогрева воды или другого теплоносителя, а воздуха, который будет подаваться непосредственно в помещение.

После того как получены данные о площади коллектора можно начать работу по его изготовлению.

Кстати, надо отметить, что солнечный коллектор из пивных банок может быть использован для устранения конденсата в подвальных и цокольных помещениях, или обогрева оранжереи.

Солнечный гелиоколлектор из жестяных пивных банок

Для этого понадобится сверлильный станок, сверло-коронка с размером, равным диаметру вогнутой части низа банки. Герметик, способный склеивать алюминий, металлический уголок.

Пивные банки изготовлены таким образом, что днище одной идеально стыкуется с верхней частью другой. Вырезав днище и сделав надрезы в крышке, стыкующиеся поверхности обрабатывают специальным герметиком, для соблюдения центровки эту операцию надо проводить, уложив банки в уголок.

Таким образом, после склеивания всех банок будет получена труба. Время высыхания составляет одни сутки. После сборки необходимого количества труб, их надо уложить в заранее подготовленный деревянный кожух, сверху эту конструкцию закрывают стеклом или поликарбонатом.

 Солнечный воздушный коллектор своими руками собран и готов к эксплуатации.

Такой солнечный коллектор можно изготовить не только жестяных банок, но и пластиковых бутылок.

Вакуумный солнечный коллектор

Вакуумный солнечный коллектор своими руками сделать тоже можно, но его себестоимость получится выше.

Вакуумный солнечный коллектор

Вакуумные коллекторы нашли свое применение в работе отопительных систем и ГВС. По виду – это панельная конструкция, состоящая из корпуса и закрытая стеклом или поликарбонатом.

Его отличает, то, что отбор энергии солнца производится с помощью специально изготовленных стеклянных трубок.

Обратите внимание

Через такую стеклянную конструкцию, пропускают медную трубку, по которой будет перемещаться вода или другой теплоноситель.

Солнечный вакуумный можно изготовить своими руками используя следующие материалы

  • деревянный брус сечением большим, чем диаметр приобретенных вакуумных трубок;
  • лист оцинкованного железа и покрытого черной краской;
  • тепловой изолятор, например, пенопласт.

Отопление дома с помощью солнечного коллектора

Из этих материалов будет собран короб, в котором будут уложены трубки, соединенные между собой с помощью специальных соединителей. Солнечный вакуумный коллектор своими руками, собранный будет иметь большую производительность, чем другие аналогичные конструкции.

Солнечный коллектор самодельный, входящий в отопительные контуры в теплое время года простаивает. Если только к нему не подключены летние потребители, например, теплица.

В связи с этим проектирование системы отопления и последующий монтаж усложняется и требует использования дополнительного количества трубопроводной арматуры.

Не забывайте,солнечный коллектор для отопления не может выступать в качестве замены традиционных источников тепла. Использование энергии солнца лишь дополняет основную тепловую систему и повышает ее эффективность.

Источник: http://teplovdome.net/alternativnaya-energetika/solnechnyiy-kollektor-svoimi-rukami-kak-sobrat-i-izgotovit.html

Ссылка на основную публикацию