1. Геліоустановки для систем гарячого водопостачання та опалення
2. Основні різновиди сонячних колекторів
3. Сонячний колектор своїми руками, відео:
4. Якими бувають сонячні колектори, зібрані самостійно?
5. Колектор Станілова: «сонячне опалення» в будинку
6. Елементи установки і особливості монтажу
7. Як працює сонячний колектор?
8. Селективне покриття для сонячних колекторів
9. Сонячний колектор для опалення приватного будинку, відео:

Постійне зростання вартості енергоносіїв стає основною рушійною силою того, що споживач все частіше замислюється про використання альтернативних або нетрадиційних способів отримання енергії, в першу чергу, теплової.

Зміст цієї статті

Найпростішим і, головне, доступним варіантом для цього є сонячний колектор, виготовити який можна з підручних або навіть непотрібних матеріалів, які відслужили свій термін служби за прямим призначенням.

Геліоустановки для систем гарячого водопостачання та опалення

Інший вид обладнання для перетворення енергії сонця - батареї, які принципово відрізняються від колекторів тим, що спочатку виробляють і акумулюють електричну енергію, а в подальшому її можна використовувати для господарських потреб.

Але даний вид отримання і переробки сонячної енергії вимагає придбання дорогого устаткування, головними конструктивними одиницями якого є фотоелементи, що не завжди виправдано, особливо в регіонах з невеликою кількістю сонячних днів в році.

На відміну від них, сонячні колектори для нагріву води або опалення будинку мають швидку окупність, особливо якщо виготовити їх самостійно, так як в цьому випадку витрати складуть лише вартість матеріалів, в число яких дорогі фотоелементи не входять.

Використання сонячних колекторів має очевидні переваги:

• зниження витрат на опалення і підігрів води для системи гарячого водопостачання;
• екологічність даного виду енергії.

Найчастіше використання колекторів виправдано для використання в системах опалення невеликих котеджів або організації гарячого водопостачання в літній період в заміському будинку або на дачі. Чи виправданий сонячний колектор для басейну в якості пристрою для підігріву води.

Тому для оптимізації витрат на опалення приватного будинку найкраще використовувати колектори спільно з традиційним обладнанням, яке спочатку може бути розраховане для цього, або має можливості для переобладнання або узгодження паралельного функціонування двох систем теплопостачання.

Також варто відзначити, що, крім регулярного обслуговування і очищення поверхні колекторів від бруду і сміття, деякі з них не призначені для роботи при низьких температурах, тому перед початком зими їх потрібно законсервувати, попередньо злив з системи теплоносій.

Основні різновиди сонячних колекторів

Сонячний колектор являє собою пристрій, головною функцією якого є перетворення поглинутої сонячної енергії в теплову з метою її подальшого використання для нагріву теплоносія в системах опалення, в тому числі і в «теплих підлогах» і ГВС будинку.

Сонячні колектори умовно можна класифікувати, використовуючи різні критерії. Перш за все, вони діляться за типом теплоносія на:

• водяні (рідинні);
• повітряні.

За рівнем граничних температур колектори бувають:

• низькотемпературними - межа до 50 ° C, середній показник 35-45 ° C;
• середньотемпературних до 80 ° C;
• високотемпературними - понад 80 ° C.

Останні найчастіше є промисловими зразками, зробити їх своїми руками не представляється можливим.

Конструктивно сонячні нагрівачі води можуть бути:

Останній варіант є найпростішим як по влаштуванню, так і за складністю виготовлення і являє собою кілька теплоізольованих ємностей з водою, а нагрів рідини відбувається через скляні кришки баків.

Плоскі повітряні колектори теж досить прості і мають вигляд спеціальної панелі у вигляді герметичної коробки з теплоприемником з підключеними воздуховодами, по яких рухається і нагрівається повітря.

Для підвищення ефективності їх роботи потрібне збільшення їх площі, наприклад, за рахунок використання декількох панелей в одній системі, а також використання вентилятора.

Сонячний колектор своїми руками, відео:

Яким повинен бути саморобний сонячний колектор?

Через невисоку ефективність повітряних колекторів домашні майстри віддають перевагу водяним пристроїв, які бувають вакуумними або плоскими, із замкнутою або відкритою системою теплообміну.

Плоский колектор - досить простий для самостійного виготовлення прилад. Складається з металевого корпусу прямокутної форми, всередину якого інтегрований теплоприемник, найчастіше у вигляді мідного або алюмінієвого трубчастого змійовика.

Для кращого поглинання сонячних променів (абсорбції) його покривають селективної фарбою чорного кольору. Знизу обов'язково укладається шар теплоізоляційного матеріалу або гуми, а зверху конструкція накривається кришкою, для виготовлення якої використовується скло або, наприклад, полікарбонат, хоча можливе застосування і інших світлопрозорих матеріалів.

Принцип роботи плоского колектора досить простий: поглинене тепло передається теплоносію (в даному випадку рідини), циркулюючому по змійовику.

Герметичність конструкції виключає можливість потрапляння бруду під скло на теплоприемник і не допускає вивітрювання накопиченого тепла через природні щілини.

Найбільш ефективний цей вид колекторів при експлуатації в тепле або міжсезонний час року, взимку його ККД значно знижується.

Проблема втрати тепла вирішена в вакуумному колекторі. У ньому трубки поміщаються в світлопрозорі скляні колби, з яких попередньо викачується повітря. Трубки в цій конструкції обов'язково мають абсорбційну покриття і додатково заповнюються холодоагентом.

Безпосередньо трубки з'єднуються своїми кінцями з магістраллю, по якій рухається теплоносій. Під впливом сонячних променів холодоагент закипає і перетворюється на пару, яка, за законами фізики, піднімається вгору по трубці і при контакті з теплоносієм остуджують, віддаючи накопичене тепло.

Саме через таку особливість вакуумні колектори ефективні і в зимовий час, при мінусових температурах, хоча їх ККД може дещо знизитися за рахунок зменшення світлового дня і збільшення похмурості.

Варіантом вакуумного колектора можна вважати і конструкції, в яких трубки відразу заповнюються теплоносієм. Але вони мають один суттєвий недолік - складністю проведення ремонтних робіт. В цьому випадку, якщо з ладу вийшла якась із трубок, буде потрібно повна заміна всієї конструкції.

Якими бувають сонячні колектори, зібрані самостійно?

Перш ніж приступити до самостійного виготовлення геліоустановки, потрібно заздалегідь підготувати деякі матеріали. Список їх в залежності від обраного виду і типу може відрізнятися, але в будь-якому випадку будуть потрібні:

• готовий змійовик або металеві трубки, переважно з міді або сталі;
• матеріал для теплоізоляції конструкції і накопичувального бака з водою;
• скло або інший світлопрозорий матеріал. Наприклад, можна зробити сонячний колектор з полікарбонату своїми руками, який володіє деякими перевагами перед скляними зразками: має меншу вагу, що актуально при установці на даху будинку, і більш стійкий перед механічними пошкодженнями. Але при цьому по светопропускной здібності не поступається склу, до якого пред'являються підвищені вимоги по міцності (як правило, рекомендується виготовляти кришку з міцного матеріалу), а це означає, що і за ціною полікарбонат має перед ним переваги;
• лист OSB, оргалита або металу;
• матеріал для виготовлення каркаса (підійдуть різні пиломатеріали, в тому числі навіть рами старих дерев'яних вікон);
• бак для накопичувальної ємності;
• хомути, заглушки та інші вироби для монтажу і кріплення установки;
• фарба або інший хімічний матеріал для нанесення селективного покриття для теплоприемника.

Найголовнішим елементом сонячного колектора є теплоприемник, або абсорбер, який при самостійному виготовленні установки може мати найрізноманітніший, в деяких випадках навіть екзотичний зовнішній вигляд:

1. найпростіший і найдоступніший варіант - використовувати для нього змійовик вийшов з ладу холодильника;
2. колектор можна виготовити і з звичайного поліпропіленового шланга, але такий варіант більш відповідним є в умовах дачі, так як цілком здатний забезпечити гарячою водою в літній час.

Для того щоб геліоустановка могла бути використана в якості альтернативного джерела ГВС будинку або опалення, її конструкція, хоч і не відрізняється особливою складністю, вимагає більшої уваги і, головне, трудовитрат при виготовленні.

Колектор Станілова: «сонячне опалення» в будинку

Установки для опалення будинку або вирішення проблем гарячого водопостачання (повного або часткового), що збираються на основі креслень винахідника з Болгарії С. Станілова, відносяться до універсальних конструкцій, робота яких заснована на парниковий ефект.

Тому сонячні промені, потрапляючи в замкнене і герметично ізольований простір, не мають виходу, що і породжує термосифонний ефект, при якому нагріта рідина в трубках починає свій рух нагору, витісняючи при цьому рідина з більш низькою температурою до місця нагріву.

Являє собою конструкцію трубчастого типу, укладену в спеціальну дерев'яну раму. Як правило, одночасно застосовується два колектора в союзі з накопичувачем і аванкамер.

Для виготовлення радіатора-колектора використовуються сталеві трубки, які обов'язково з'єднуються зварюванням. Тому застосування мідних або алюмінієвих виробів, особливо при виготовленні конструкції своїми руками, видається проблематичним.

Для з'єднання колектора з накопичувальною ємністю рекомендується використовувати також сталеві труби діаметром від 3/4 до 1 дюйма.

Елементи установки і особливості монтажу

Для виготовлення сонячного водонагрівача своїми руками також будуть потрібні:

1. дерев'яна рама;
2. скло для виготовлення світлопрозорої кришки;
3. оргалит або металевий лист для дна колектора, який згодом обов'язково потрібно теплоізолювати;
4. підсилювач для днища, в ролі якого можна використовувати брус з розмірами не більше 30? 50 мм;
5. металеві трубки, з яких буде зварюватись радіатор колектора з розрахунку, що для виготовлення одного потрібно в середньому 15 одиниць при довжині 1,60 м;
6. Тепловідбивач, для виготовлення якого цілком придатний оцинкований лист;
7. з'єднувальні муфти і хомути;
8. теплоізоляційні матеріали (пінопласт, мінеральна вата і будь-які інші).

Буде потрібно і накопичувальний бак, для якого в залежності від потреб і потужності самого колектора використовуються ємності від 150 до 400 л. В принципі, можна встановити не один бак, а кілька, сумарним об'ємом відповідних розрахунковому.

Функції аванкамери, складового елементу даної конструкції, зводяться до створення надлишкового тиску, що становить не менше 80-100 мм рт. ст. Вона являє собою ємність об'ємом 30-40 л, оснащену поплавця клапаном, що забезпечує її роботу в автономному режимі.

При монтажі аванкамери обов'язково має дотримуватися умова, при якому рівень рідини в ній перевищував би рівень води в накопичувачі на 0,8-1,1 м, крім того, розташовуватися вони повинні в безпосередній близькості один від одного.

Короб, в якому буде розташовуватися колектор, повинен обов'язково теплоізольовані, а для зменшення тепловтрат зовнішні його боку рекомендується фарбувати в білий колір, скляна кришка обов'язково повинна бути герметичною.

Як працює сонячний колектор?

Установку колектора краще виконувати на південній стороні похилого даху, на пласкій покрівлі його слід монтувати під кутом від 35 ° до 45 °. Далі можна приступати до заповнення контуру.

Після цього аванкамер потрібно з'єднати з водопровідних введенням і відкрити кран для зниження рівня води. Як тільки спрацює поплавковий клапан, видатковий кран закривають. Нагріта вода надходить у верхню частину накопичувача, звідки вона вже може відбиратися, а її місце заповнює нова порція холодної.

Регулює цей процес поплавок, який і запускає процес доливання води в систему, як тільки рівень в аванкамер знизиться. Для того щоб виключити можливість зворотного віддачі тепла використовується вентиль, який слід перекривати вночі або в похмурі дні.

Безпосередньо до сантехнічних приладів вода підключається з обов'язковим використанням змішувачів, так як пікові значення температур можуть досягати 70 ° C і навіть вище.

Селективне покриття для сонячних колекторів

При самостійному виготовленні колектора для нанесення селективного шару можна придбати спеціальну фарбу, але цілком підходить і використання інших хімічних матеріалів, наносити які слід тонким шаром:

• чорний хром;
• оксиди металів і, перш за все, оксид міді;
• газова сажа;
• чорна фарба, яку для більшого ефекту краще наносити на будь-якої утеплювач;
• можна виконати так зване «Воронение» стали , При якому створюється дзеркальна поверхня.

Але слід враховувати, що не всі види покриття володіють однаковим коефіцієнтом селективності, тобто у них різний поглинання сонячної енергії і здатність до її тепловіддачі.

Коли вибирається селективна фарба для сонячних колекторів, то потрібно орієнтуватися на показники поглинання сонячної енергії від 8,5 до 16, які є оптимальними.

Сонячний колектор для опалення приватного будинку, відео:

Як правильно зробити розрахунок сонячного колектора?

Найчастіше при виготовленні сонячних колекторів своїми руками розрахунок їх потужності і продуктивності здійснюється емпіричним шляхом.

Але враховувати загальні правила і особливості цих пристроїв необхідно.

Як зробити бетономішалку своїми руками? - тут більше корисної інформації.

В першу чергу слід звернути увагу на кількість сонячних днів (годин) у даній конкретній місцевості. Даний параметр впливає як на ККД установки, так і визначає конструктивні особливості обраної моделі.

Далі, в залежності від того, для яких цілей планується використовувати колектор (для опалення будинку або організації гарячого водопостачання або того й іншого одночасно), визначаються максимальні потреби.

Вас зацікавить ця стаття - Як зробити камін своїми руками з цегли або гіпсокартону?

Потреба в гарячій воді можна розрахувати, використовуючи для цього дані про кількість проживаючих в будинку людей, хоча при наявності водомірного лічильника вдасться отримати більш точні показники.

А розрахунки за витратами на опалення будуть залежати від кліматичного регіону, теплоізоляції будинку і інших чинників, але можна використовувати і загальні значення, за якими для обігріву 10 м2 площі потрібно 1 кВт потужності установки.

Але для того щоб ефективність від використання геліоустановок була максимальною, їх часто інтегрують в загальну домову систему опалення та / або гарячого водопостачання. В цьому випадку, в ті місяці або дні, коли ККД колектора буде знижуватися, недолік тепла можна компенсувати з традиційних джерел.