Сонячні колектори для приватного будинку своїми руками. Сонячний колектор своїми руками

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

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

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

Відео про різні види альтернативних джерел опалення

Плоский колектор

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

У цій публікації представлено результати об'ємних досліджень блогера Сергія Юрка. Показано 3 сонячні колектори, виготовлені майстром своїми руками і найбільш ефективний з них – так званий 3 плівковий колектор, він нагріває воду до 60 градусів. Є простіший 2 плівковий, і він здатний доводити воду до 55 градусів. Найпростіший і найдешевший 1 плівковий, але він забезпечує прогрів лише до 35 або 40 градусів.

Вартість одного кв. мізерні гроші.

Порівнюватимемо прості колектори з дорогими заводськими моделями щодо ефективності, економічної доцільності та інших характеристик. І далеко не завжди це зіставлення на користь заводських пристроїв. Ролик на тему: зробимо найпростіші сонячні колектори та подивимося, на що вони здатні. А також з'ясуємо, за яких випадків має сенс відмовитися від дешевого сонячного тепла з цих примітивних конструкцій, щоб заплативши сотні чи тисячі разів дорожче, отримати такий самий ефект від дорожчих пристроїв.

Особистий інтерес автора ролика до теми заснований на припущенні, що заводські сонячні колектори є еволюційним глухим кутом сонячної теплової енергетики, оскільки, наприклад, сонячні батареї за останні кілька десятиліть подешевшали більше ніж у сто разів і графік показує процес зниження цін.

Виникає думка, що еволюція сонячних колекторів пішла не тим шляхом і тому має сенс повернутися до найпростіших технологій.

Чорна плівка є єдиною, з чого складається 1-плівковий примітивний колектор, тобто на плівку наливається вода і очевидно, що під час сонця вода нагріється. Її можна купити на базарі у будь-якому місті. Майстер придбав три квадратні метри за 15 гривень. Вартість колектора виходить 15 євро за квадратний метр.

Але має сенс додати ще одну - прозору плівку, яка покриє поверхню води, що нагрівається. Температура нагрівання радикально збільшується, оскільки друга плівка зупиняє випаровування води. Її продають на будь-якому базарі для теплиць і через цей другий шар вартість колектора збільшується до 35 євро центів за квадратний метр.

Але є ще 3 плівковий варіант і додаткова плівка теж є прозорою, вона збільшить вартість колектора до 55 євро центів за квадратний метр.


Функція 3 плівки, як і у скла заводського плоского колектора, тобто між склом та чорним абсорбером формується шар повітря завтовшки кілька сантиметрів, повітря є утеплювачем.

Скільки плівок потрібно для гарного нагрівання води?

Експериментальні вимірювання дали несподівані результати, оскільки виявилося, що в нашому випадку результат застосування третьої плівки не є таким ефективним, як у разі заводського плоского колектора – температура нагріву води збільшується, але лише на кілька градусів. Причому наша трійка колекторів може мати різні конструкції. Наприклад 2 плівкова - прозора поліетиленова плівка, що продається на ринках у вигляді рукава. Вода заливається всередину рукава, а роль нижньої чорної плівки виконують чорну поверхню багатоповерхового даху.


Аналогічне дослідження, але з рукавом не прозорої, а чорної плівки. Якщо друга плівка чорна, варіант краще лише за умови хорошої циркуляція води через систему. Колектор нагрів 100 літрів води до 66 градусів. Можна помітити кілька ускладнень конструкції, у тому числі лист пінополістиролу завтовшки 3 сантиметри. Проте експерименти показали, що теплоізоляція під колектором збільшить температуру нагріву, але з радикально.

Експеримент у серпні з нагріванням води при температурі повітря в тіні 35 градусів показав, що плівковий колектор на хорошій теплоізоляції нагрів воду до 63 градусів і в той же момент інший колектор нагрів воду до 57 градусів, хоча під ним теплоізоляції немає і його перша плівка лежить прямо на землі.

Додаткові функції кустарного садового колектора

Також цікаво звернути увагу, що одноплівковий колектор під час дощу виконує функцію збору дощової води, що для деяких будинків та місцевості може виявитися актуальним. крім цього, 1 плівкові та 2 плівкові колекторі вночі можуть виконувати функцію градирні, тобто вони відбирають тепло з води, що використовується для систем охолодження. Можна використовувати в режимі, коли через них циркулює вода, яку потрібно нагрівати. а вночі колектор охолоджує воду баків. вдень вода їх використовується для відбору тепла. внаслідок чого вона нагрівається. і тому наступної ночі її потрібно знову охолоджувати колекторами.

Цікаво зауважити, що висота води у колекторах може перевищувати кілька сантиметрів. вони є одночасно і сонячним колекторам та баком для гарячої води. Тобто, вони працюють як добре відома чорна бочка на літньому душі.

Але очевидно, що після зникнення сонця вода в колекторі охолоджується. Для цього випадку може бути цікавим колектор з трьома шарами плівки, вода в якому охолоджується повільно.

На світлині. Вартість заводських теплових колекторів у тисячу разів дорожча за саморобні.

Статистика з вимірювань ефективності саморобних та заводських сонячних нагрівачів

1 серпня проводив експеримент з вимірювання продуктивності 2 плівкового колектора. Протягом сонячного дня вимірював температуру води та заносив до таблиці.

У наступній таблиці інтерпретація отриманих результатів у стовпці кількість теплоти, яку реально виробляв колектор.


Описано у примітці фото, як розраховувалося за результатами вимірювання температури. В іншому стовпці кількість сонячної радіації, що потрапила на сонячний колектор. причому важливо помітити, що вона залежить від кута сонця над обрієм, точніше від синуса цього кута.

Цікаво, що в даний часовий проміжок виробництво тепла колектором було більше, ніж кількість сонячної радіації. але ніякого феномена немає, якщо звернути увагу до різницю температур. У цей час температура повітря була більшою, ніж води в колекторі, і тому вона нагрівалася не тільки через поглинання сонячної радіації, але і внаслідок нагрівання від теплішого повітря. але в інші часові проміжки вода була вже тепліша за повітря. причому, що більше різниця температур, то більше вписувалося теплові витоку з води у навколишнє повітря. тим менше корисного тепла виробляють колектор. Можна зробити висновок, що як тільки температура води досягне приблизно 60 градусів, вона припинить нагріватися, оскільки згадані теплові витоки зрівняються з надходженням енергії Сонця в колектор.

У правому крайньому стовпці таблиці зафіксована виміряна потужність нагріву колектора на одиницю площі, її можна порівняти зі стовпцем із потужністю нагріву одного квадратного метра заводського колектора в тих самих умовах. Описано, як обчислював потужності. Один квадратний метр заводської моделі має перевагу над такою самою площею саморобного тільки при роботі на високих температурах води. а якщо потрібно гріти воду з температурою вище за 60-70 градусів, то кустарний колектор не зможе працювати взагалі. в той же час 1 квадратний метр саморобного теплообмінника виробить тепла помітно більше, ніж один квадратний метр фабричного, коли температура води менша за температуру навколишнього повітря.

Результати пояснюються енергетичними характеристиками 2 плівкового колектора.

А це оцінка характеристик інших типів примітивних нагрівачів.

Приблизні характеристики заводських плоских колекторів представлені в паспорті.

В інтернеті можна знайти такі характеристики практично для будь-якої марки. По таблиці видно, що фірмовий обмінник тепла має перевагу за цим коефіцієнтом, завдяки чому він здатний працювати на високих температурах. Але з іншого боку самопальний колектор працює набагато краще заводського у випадку, якщо потрібно підігріти воду з температурою нижче за повітря. Наприклад, якщо потрібно нагрівати 10-градусну воду підземної свердловини під час 30-градусної спеки. річ у тому, що коефіцієнт коректніше називати не тепловими втратами, а коефіцієнтом теплообміну. Оскільки якщо вода в колекторі холодніша за повітря, то в колекторі немає теплових втрат, а навпаки, з більш теплого повітря в нього надходить додаткове тепло. Цей коефіцієнт інтерпретується так, що якщо різниця температур між водою та повітрям збільшується на 1 градус, то обмін тепла через кожен квадратний метр колектора збільшується на 20 ват.

Ця характеристика (оптичний ККД) показує ккд перетворення сонячної радіації на корисне тепло в умовах, коли температура теплоносія в колекторі дорівнює температурі навколишнього середовища. У примітці описано, чому у найпростіших колекторів цей показник трохи кращий, ніж у заводських. Але це вказано ККД нового чистого колектора, а примітивні дуже чутливі до бруду. Текст нижче описує, як багато бруду накопичується в них протягом експлуатації.

Бруд та бульбашки у простих саморобних колекторах

* У воду 1-плівкового колектора ззовні приходить дуже багато різноманітного бруду. У 2-х і 3-плівкових пристроях ця проблема виражається в пиловому нальоті на верхній плівці, і після висихання води дощу або роси цей бруд групується в непрозорі плями, які можуть дуже помітно зменшити ККД колектора. Але з іншого боку, є кілька нескладних способів видаляти цей бруд після дощу.
* З води теж випадає багато бруду у вигляді дрібних пластівців на поверхні води або великих пластівців на дні. Ці випадання посилюються через нагрівання води.
* Також накопичується «білий наліт» (на верху 1-ї та низу 2-ї плівки), який помітно знижує ККД. Він прикріплюється до плівок міцно, тобто. потоком води не видаляється (і щіткою він відтирається насилу і не повністю). Можливо, це випадання солей із нагрітої води, можливо, це наслідки розкладання поліетиленових плівок.
* Частина бруду в колекторі може бути пояснена продуктами розкладання поліетилену внаслідок УФ-радіації та високої температури. Зазвичай поліетилен розкладається на перекис водню, альдегіди та кетони. В основному це гази або рідини, добре розчинні у воді. тобто. в осад вони начебто не повинні випадати.
* ККД колектора також знижується через велику кількість газових бульбашок (діаметром до кількох міліметрів на верху 1-ї та низу 2-ї плівки), які виділяються при нагріванні води (При нагріванні зменшується розчинність газів у воді). Цікаво, що при розташуванні колектора на землі на його 1-й плівці бульбашок практично немає (але вони є на низу 2-ї)
* Під 2-ою плівкою можуть утворюватися великі бульбашки, а також повітря у складках. Ці ділянки швидко пітніють, і це зменшує ККД.
* На краях колектора 2-а плівка може не прилягати до води: на таких ділянках низ пітніє і тому погано пропускає сонячну радіацію.
* У 3-плівкових колекторах можуть бути запотівання низу 3-ї плівки. Це трапляється при неправильній установці 2-ї плівки (через пару з колектора може проникати під 3-ю плівку) або через її пошкодження. У таких випадках потрібно встановлювати 3 плівку так, щоб вітер злегка вентилював простір між нею і 3 шаром.

Забруднення води колекторів через розкладання поліетиленових плівок

Це розкладання буде через одночасного впливу кисню повітря, ультрафіолетової сонячної радіації та температури 50-60 град. Поліетилен розкладається на альдегіди, кетони, перекис водню та ін.
При нагріванні у колекторі кожного 1 куб. м води його поліетиленові плівки будуть виділяти близько 1 г продуктів розкладання розкладання» і нагріють близько 10 м3 води). Але незрозуміло, скільки з цих 1 мг/літр перейде у воду, а скільки відлетить в атмосферу, випаде в осад на дні колектора та бака гарячої води, перейде в той «білий наліт» (про який я говорив у попередньому тексті), не вийде за межі маси поліетилену
Крім того, незрозуміло сприятливий вплив на очищення води внаслідок її перебування та нагрівання в колекторі (а там із неї випадає дуже багато осаду), а також внаслідок перебування у баку гарячої води. Таким чином, за приблизними оцінками, у воду надійде 0,1-0.5 мг/літр продуктів розкладання поліетилену, які розподіляться між десятками хім. речовин з концентраціями по 0.001-0,1 мг на літр води, що нагрівається. Оскільки це неподалік ГДК шкідливих речовин, консультація із СЕС зайвою не буде. Наприклад, згідно зі стандартом ГН 2.1.5.689-98 «Гранично допустимі концентрації (ГДК) хімічних речовин у воді водних об'єктів господарсько-питного та культурно-побутового водокористування»:
- Є обмеження по 13 прим. альдегідів – ГДК від 0,003 мг/літр до 1 мг/літр, наприклад, ГДК формальдегіду – 0.05 мг/літр, а найжорсткіші вимоги до бензальдегіду – 0.003 мг/літр
- ГДК перекису водню - 0,1 мг/літр
- По 3 шт. екзотичних кетонів теж є обмеження з ГДК 0,1-1,0 мг/літр

Висновки:

1) Якщо вода «застоялася» колекторах, то концентрація «продуктів розкладання» в ній буде в рази чи в десятки разів більша. Можливо, таку воду краще викидати.
2) Бажано використовувати тонші плівки (вони будуть давати менше «продуктів розкладання»).
3) Плівки бажано якомога стабілізовані. Наприклад, теплична краще звичайної (не підфарбованої) поліетиленової, вона стабілізується проти впливу УФ-радіації. Інший приклад: поліетилен високої щільності повільніше розкладається через високу температуру, ніж низьку щільність.
4) Відношення площі колекторів до потреби об'єкта (у гарячій воді) бажано якнайменше. Тобто, наприклад, за добової потреби 10 куб. м гарячої води, станція із 50 кв.м. колекторів дає забруднення (концентрація шкідливих речовин) води у десятки разів менше, ніж станція із 500 кв.м. колекторів, у тому числі через нижчу температуру нагрівання води колекторами, що зменшує швидкість розкладання поліетилену.
5) Якщо 2-а плівка колекторів буде чорна (а не прозора), то забруднення води має бути в рази менше (оскільки УФ-випромінювання проникає лише у верхній шар 2-ї плівки).
6) Можна подумати над таким варіантом роботи сонячної станції, коли колектори нагрівають
технічну воду, яка потім передає своє тепло через теплообмінник чистої води ГВП.

Яку краще застосовувати плівку для збирання сонячного тепла – чорну чи прозору?

Оптичний ккд помітно зменшується через повітряні бульбашки та запотівання другого шару плівки колектора. це до того, що ккд реально експлуатованого пристрою по всьому терміну експлуатації виявиться на кілька десятків відсотків менше. Тому не має сенсу прагнути дорогих плівок з великою довговічністю, оскільки за кілька місяців експлуатації на них накопичиться стільки бруду, що плівки захочеться замінити. Через такі проблеми з різноманітним брудом схиляємося до того, що 2 плівка має бути все-таки непрозорою, а чорною.

Цей колектор має чорну плівку і не має радикального зменшення ккд із-за бруду. Але у нього є проблема – сонце нагріває лише тонкий верхній шар води. Тим не менш, існує кілька варіантів вирішення проблеми, які будуть отримані після досліджень.

Важливо мати на увазі, що вітер збільшує коефіцієнт тепловтрат примітивних колекторів, а у разі одноплівкового цей вплив вітру може бути радикальним, так як збільшуються втрати тепла з колектора внаслідок випаровування води і може дійти до того, що навіть в ідеально сонячний день, але при сильному вітрі низької вологості 1-плівковий зможе нагріти воду лише на кілька градусів вище за температуру навколишнього повітря. Крім цього коефіцієнт к1 потрібно збільшити на кілька десятків відсотків, якщо під колектором немає теплоізоляції і він лежить безпосередньо на землі, поверхні даху тощо.

У 2 серії цього фільму порівнюються примітивні та заводські колектори з тем роботи взимку, простоті підключення, економічної доцільності, сфер застосування на практиці.

Друга частина (про роботу взимку)

3, 4 серії (техобслуговування)

– Експеримент із заливкою води в рукав поліетиленової плівки:

Різні сонячні колектори з'явилися на ринку досить давно. Це пристрої, що використовують енергію сонця для нагрівання води на домашні потреби. Але набути популярності серед користувачів їм заважає висока вартість, це біда всіх альтернативних джерел енергії. Наприклад, загальні витрати на придбання та монтаж установки, що забезпечить потреби середньої родини, становитимуть 5000 $. Але вихід є: можна зробити сонячний колектор своїми руками із доступних за ціною матеріалів. Якими способами це реалізувати, буде розказано у цьому матеріалі.

Як працює сонячний колектор?

Принцип дії колектора заснований на поглинанні (абсорбції) теплової енергії сонця спеціальним приймальним пристроєм та передачею його з мінімальними втратами теплоносія. Як приймач використовуються мідні або скляні трубки, пофарбовані в чорний колір.

Адже відомо, що найкраще абсорбують тепло предмети, що мають темне або чорне забарвлення. Теплоносієм найчастіше виступає вода, іноді повітря. За конструкцією сонячні колектори для опалення будинку та гарячого водопостачання бувають таких видів:

• повітряні;
• водяні пласкі;
• водяні вакуумні.

Серед інших повітряний сонячний колектор відрізняється простотою конструкції та, відповідно, найнижчою ціною. Він є панель - приймач сонячної радіації з металу, укладений в герметичний корпус. Сталевий лист для кращої тепловіддачі забезпечений з заднього боку ребрами та покладений на дно із тепловою ізоляцією. Спереду встановлено прозоре скло, а з боків корпусу є прорізи з фланцями для підключення повітроводів або інших панелей, як показано на схемі:

Повітря, що надходить через отвір з одного боку, проходить між сталевими ребрами і, отримавши від них тепло, виходить з іншого.

Треба сказати, що встановлення сонячних колекторів із нагріванням повітря має свої особливості. Через їхню невисоку ефективність для обігріву приміщень потрібно застосовувати кілька подібних панелей, об'єднаних у батарею. Крім того, обов'язково знадобиться вентилятор, оскільки нагріте повітря з колекторів, що знаходяться на покрівлі, самостійно не піде. Принципова схема повітряної системи показана на малюнку:

Простий пристрій та принцип роботи дозволяють виконувати виготовлення колекторів повітряного типу своїми руками. Але потрібно багато матеріалу для кількох колекторів, а підігріти воду з їх допомогою все одно не вийде. З цих причин домашні умільці вважають за краще займатися водяними нагрівачами.

Конструкція плоского колектора

Для самостійного виготовлення найбільше цікавлять плоскі сонячні колектори, призначені для нагрівання води. У корпусі з металу або алюмінієвого сплаву прямокутної форми розміщено тепловий приймач - пластина із запресованим у ній змійовиком з мідної трубки. Приймач виконується з алюмінію чи міді, покритої абсорбційним шаром чорного кольору. Як і в попередньому варіанті, знизу пластина відокремлена від дна шаром теплоізоляційного матеріалу, а роль кришки відіграє міцне скло або полікарбонат. Нижче на малюнку зображено пристрій сонячного колектора:

Пластина чорного кольору поглинає тепло і передає його теплоносію, що рухається трубками (вода або антифриз). Скло виконує 2 функції: пропускає до теплообмінника сонячну радіацію та служить захистом від опадів та вітру, що знижують продуктивність нагрівача. Всі з'єднання виконані герметично, щоб усередину не потрапляла пил і скло не втрачало прозорості. Знову ж таки, тепло сонячних променів не повинно вивітрюватися зовнішнім повітрям через щілини, від цього залежить ефективна робота сонячного колектора.

Даний вид - найпопулярніший серед покупців через оптимальне співвідношення ціна - якість, а серед домашніх майстрів - через нескладну конструкцію. Але використовувати такий колектор для опалення можна лише в південних регіонах, зі зниженням температури зовнішнього повітря його продуктивність істотно падає через високі теплові втрати через корпус.

Влаштування вакуумного колектора

Ще один вид водяних сонячних нагрівачів виготовляється із застосуванням сучасних технологій та передових технічних рішень, а тому належить до високої цінової категорії. Таких рішень у колекторі реалізовано два:

• теплова ізоляція за допомогою вакууму;
• використання енергії пароутворення та конденсації речовини, що кипить при низькій температурі.

Ідеальний варіант захистити абсорбер для колектора від теплових втрат – це укласти його у вакуум. Мідна трубка, наповнена холодоагентом і покрита абсорбуючим шаром, поміщена всередину колби з міцного скла, повітря з простору між ними відкачано. Кінці мідної трубки входять у трубу, якою протікає теплоносій. Що відбувається: холодоагент під впливом сонячних променів закипає і звертається в пару, він піднімається трубкою вгору і від зіткнення з теплоносієм крізь тонку стінку знову переходить у рідину. Нижче показана робоча схема колектора:

Фокус у тому, що в процесі перетворення на пару речовина поглинає набагато більше теплової енергії, ніж при звичайному нагріванні. Питома теплота пароутворення будь-якої рідини вище, ніж її питома теплоємність, тому вакуумні сонячні колектори дуже ефективні. Конденсуючись у трубі із проточним теплоносієм, холодоагент передає йому всю теплоту, а сам стікає вниз за новою порцією енергії сонця.

Завдяки своєму пристрою вакуумні нагрівачі не бояться низьких температур і зберігають свою працездатність навіть на морозі, а тому можуть застосовуватись у північних регіонах. Інтенсивність нагріву води в цьому випадку нижча, ніж улітку, тому що взимку на землю надходить менше тепла від сонця, часто заважає хмарність. Відомо, що зробити скляну колбу з відкачаним повітрям в домашніх умовах просто неможливо.

Примітка.Існують вакуумні трубки для колектора, що заповнюються безпосередньо теплоносієм. Їх недолік - послідовне підключення, при виході з ладу однієї колби доведеться міняти весь водонагрівач.

Як виготовити сонячний колектор?

Перш ніж розпочати роботу, слід визначитися з габаритами майбутнього водогрійного апарату. Зробити точний розрахунок площі теплообміну складно, багато що залежить від інтенсивності сонячного випромінювання в даному регіоні, розташування будинку, матеріалу нагрівального контуру і так далі. Правильним буде сказати, що чим більший тепловий колектор, тим краще. Проте його розміри напевно обмежуються місцем, де планується його встановлювати. Отже, треба виходити із площі цього місця.

Корпус найпростіше виготовити з деревини, проклавши на дно шар пінопласту або мінеральної вати. Також для цієї мети зручно використовувати стулки старих дерев'яних вікон, де збереглося хоча б одне скло. Вибір матеріалу для приймача тепла несподівано широкий, чого не використовують майстри-умільці, щоб зібрати колектор. Ось перелік популярних варіантів:

• тонкостінні мідні трубки;
• різні полімерні труби із тонкими стінками, бажано чорного кольору. Добре підійде поліетиленова труба РЕХ для водопроводу;
• трубки із алюмінію. Щоправда, поєднувати їх складніше, ніж мідні;
• сталеві панельні радіатори;
• чорний садовий шланг.

Примітка.Крім перелічених, є безліч екзотичних версій. Наприклад, повітряний сонячний колектор із пивних банок або пластикових пляшок. Подібні прототипи відрізняються оригінальністю, але вимагають значного вкладення праці за сумнівної віддачі.

У зібраний дерев'яний корпус або стару віконну стулку з приробленим дном і покладеним утеплювачем треба помістити металевий лист, що накриває всю площу майбутнього нагрівача. Добре, якщо знайдеться лист алюмінію, але підійде тонка сталь. Її необхідно пофарбувати у чорний колір, а потім укласти труби у вигляді змійовика.

Без сумніву, колектор для нагріву води найкраще вийде з мідних труб, вони чудово передають тепло і прослужать довгі роки.

Оскільки це плоский, а не вакуумний колектор, поглинач тепла потрібно закрити зверху світлопрозорою конструкцією - склом або полікарбонатом. Останній легше обробляється та надійніше в експлуатації, не розіб'ється від ударів граду.

Після збирання сонячний колектор треба встановити на місце та підключити до накопичувального бака для води. Коли дозволяють умови монтажу, можна організувати природну циркуляцію води між баком і нагрівачем, інакше в систему включається циркуляційний насос.

Висновок

Здійснювати опалення будинку сонячними колекторами, зробленими своїми руками – приваблива перспектива для багатьох домовласників. Жителям південних районів цей варіант доступніший, тільки доведеться заповнити систему антифризом і як слід утеплити корпус. На півночі саморобний колектор допоможе нагріти воду на господарські потреби, але для обігріву будинку його не вистачить. Дається взнаки холод і короткий світловий день.

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

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

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

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

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

Раму слід обробити антисептиком та фарбою для зовнішніх робіт.

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

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

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

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

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

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

Стики між листами скла ізолюються ущільнювачем або силіконом.

Щоб організувати сонячне опалення будинку, знадобиться накопичувальний бак. Тут зберігається нагріта колектором вода, тому варто подбати про його теплоізоляцію.

Як бак можна використовувати:

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

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

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

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

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

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

Зробити вакуумні трубки для сонячного колектора своїми руками цілком реально. Звичайно, доведеться витратити трохи часу. Але нічого складного у цьому немає.

У цій статті ми розповімо, як зробити трубку для вакуумного сонячного колектора. Всі витратні матеріали та інструменти для цього легко знайти. Єдине, що потрібно - купити скляну колбу для вакуумної трубки.

Виготовлення мідного осердя

Для того щоб зробити осердя, в якому буде знаходитись, знадобиться звичайна кондиціонерна мідна трубка. Її оптимальний діаметр – 10 мм. Товщина стінки при такому діаметрі становитиме 3,5 мм.

Довжину підбирати необхідно по глибині скляної колби таким чином, щоб трубка не сягала її дна на 4-5 см. До загальної довжини додайте глибину, на яку входитиме трубка в корпус колектора (див. рис).

Після того, як трубка обрізана, потрібно виготовити верхній резервуар. Для цього знадобиться спеціальний інструмент для розвальцювання. З його допомогою необхідно розширити трубку до внутрішнього діаметра 20-22 мм. Якщо він буде меншим – буде гірше тепловіддача. Коли більше – товщина стінок буде невеликою, вони можуть тріснути.

Якщо у вас є верхня частина вакуумного колектора – виміряйте діаметр отворів. Робіть розвальцювання таке, щоб розширення повністю перекривало отвір і вода або теплоносій не витікали з колектора.

Нанесення селективного покриття

Найчастіше скляні колби для вакуумних трубок продаються з готовим покриттям. Якщо його немає – доведеться наносити його самостійно. Якісь саморобні розчини та суміші робити не має сенсу, вони малоефективні. Нині нескладно знайти селективні фарби для сонячних колекторів. На ринку лідером вважається Iliolac (Іліолак).

Можна просто залити фарбу в колбу і змочити всі стіни, але так буде велика витрата. Найкраще взяти довгу палицю або штир, кінець якого обмотати тканиною. При фарбуванні намагайтеся не допускати появи мазків і т.д.

Перед фарбуванням внутрішню частину колби промийте з миючим засобом, просушіть, знежиріть і дайте висохнути.

Заливка пропіленгліколю

Для нормальної роботи трубки вакуумного колектора необхідно, щоб мідний сердечник був наповнений пропіленгліколем на третину. Розрахувати його обсяг можна за такою формулою:

V =D хD хH/4

У формулі:

• V – необхідний обсяг пропіленгліколю в мілілітрах;
• D – внутрішній діаметр трубки у сантиметрах;
• H – загальна довжина трубки.

Після заливки пропіленгліколю верхню частину розширення завальцюйте по максимуму, щоб залишився отвір мінімального діаметра. Після цього запаяйте.

Заглушка

Якщо немає можливості купити готові заглушки, доведеться виготовляти самостійно. Для цього підійде будь-який полімер із температурою плавлення вище 150 градусів. Наприклад – поліуретан.