Prostoy-remont.ru

Солнечный коллектор своими руками

Своими руками: Солнечный коллектор для дачи

С помощью простого гелиоколлектора можно подогреть не только воду для нужд жильцов, но и воздух в небольшом помещении

Многие из нас главным неудобством жизни на даче считают отсутствие централизованной подачи горячей воды: ни помыться с комфортом, ни посуду помыть… Выход, конечно, есть — приобрести оборудование для нагрева воды. Но большинство таких устройств требуют либо электроэнергии, либо газа, либо другого топлива, и их эксплуатация обходится недешево. Для домика «летнего проживания», где мы бываем исключительно в выходные несколько месяцев в году — трата сомнительная.

Однако на каждой даче есть бесплатный источник энергии — это солнце. А коллектор для его использования можно сделать своими руками.

Что такое гелиоколлектор
Гелиоколлектор — это прибор для преобразования солнечной энергии в тепловую. Многие путают солнечную батарею и гелиоколлектор. Однако отличаются они принципиально: первая преобразовывает солнечную электроэнергию в электрическую, а второй — в тепловую. Часто оба устройства используют вместе — как, например, в новозеландском доме на фото выше.

Гелиоколлекторы, конечно же, продаются: если покупка вписывается в ваш бюджет дачника, не нужно «городить огород» — просто купите и подключите прибор. Стоимость простейшего солнечного нагревателя начинается примерно от 30 тысяч рублей и зависит от многих факторов, разобраться в которых вы можете самостоятельно.

На фото: солнечный вакуумный коллектор SCH-14-20 для круглогодичного применения. Фото с сайта gelioservice.ru

Этот материал мы адресуем тем, кто не подумал о покупке заранее и уехал из города на дальнюю дачу в н-скую глушь. А теперь пытается решить вопрос при помощи подсобных материалов и хозяйственного магазина из ближайшего городка.

Технических параметров заводского оборудования гелиоколлектор-самоделка вряд ли достигнет, но польза от него очевидна: вода на вашей даче станет теплой почти даром.

На фото: в этом австралийском энергосберегающем доме гелиоколлектор используется для нагрева воды

Солнечный нагреватель для воды
Солнечная энергия нагревает пластину-абсорбер, которая передает тепло воде, протекающей по трубкам. С помощью гелиоколлектора можно нагреть воду до 50 градусов и выше, что достаточно для мытья посуды или гигиенических процедур.

Из чего состоит:

Плата абсорбера. Чем больше площадь абсорбера, тем больше тепла можно получить. Обычно в самодельных приборах площадь абсорбера составляет 2 – 3 кв.м. Плату лучше делать из материала с большой теплопроводностью — меди, можно алюминия или стали.

Для эффективного теплосъема важен контакт трубок с платой. Лучше всего использовать пайку, но можно и просто хорошо прижать элементы с помощью крепежа.

Трубки. Лучше — из теплопроводных материалов (медь, латунь, алюминий), но можно использовать и полимерные, правда, результат будет хуже.

Иллюстрация с сайта isolar.ru

Теплоизоляция дна и стенок коллектора снижает тепловые потери в атмосферу. Ее задача — передать максимальное количество тепла воде в трубках. В качестве теплоизоляции обычно используют традиционные стеновые утеплители толщиной 20-50 мм.

Стекло. Можно нагреть плату с трубками, но прохладный ветер осенью или весной сдует большую часть полученного тепла (вспомним автомобильный радиатор с вентилятором). Прозрачная изоляция, то есть собственно стекло, уменьшает тепловые потери.

Кожух. Для изготовления рамы по периметру коллектора применяют самые разные материалы — антисептированные доски, пластиковые и деревянные рамы от старых окон, алюминиевые профили и т.д. Для днища используют многослойную фанеру, ОСБ, доски и другие подручные материалы.

Иллюстрация с сайта du-alex.ru

Важно: Физика процесса нагрева платы и трубок такова, что многое зависит от их поверхности. Часть солнечной энергии поглощается (это хорошо для дальнейшей передачи ее воде), но затем часть полученного тепла за счет излучения (эмиссии) теряется (это плохо для нагрева воды). Поэтому при изготовлении гелиоколлектора своими руками лучше не поскупиться на селективную черную краску или даже специальное покрытие. Конечно, эффект от обычной термостойкой черной краски тоже будет, но меньше (помните, в советские времена таким образом красили автомобильные баки на крышах летнего душа?).

Иллюстрация с сайта specsiz.wordpress.com

Как нагреть воду в баке?
Итак, с помощью абсорбера мы получаем в коллекторе тепло. Как передать его в накопительный бак, чтобы использовать воду для мытья посуды и принятия душа? Для этого используют различные системы циркуляции воды.

Контур — один или два:

  • В одноконтурной системе нагретая вода сама (она легче холодной) поднимается в бак (он должен быть выше) и она же отбирается для бытовых нужд. Простейшая автоматика в виде поплавка туалетного бачка доливает холодную воду.

Это самая простая схема с высоким КПД, но при минусовых температурах появляются проблемы с замерзанием воды.

  • В системах с двумя контурами в контуре солнечного коллектора находится специальный теплоноситель (обычно незамерзающая нетоксичная жидкость с антикоррозионными и антивспенивающими присадками), а тепловая энергия от теплоносителя передается воде в баке-накопителе с помощью теплообменника (спиральная труба — «змеевик»).

Такие системы могут работать при минусовых температурах, но периодически, как в автомобиле, надо менять « незамерзайку » .

Иллюстрация с сайта hdinterior.ru

Циркуляцияестественная или принудительная:

  • Для движения воды (теплоносителя) от коллектора к баку может использоваться естественная циркуляция — простая и дешевая, но у нее целый ряд минусов: малая эффективность в пасмурные дни, потери тепла из-за низкой скорости движения воды, необходимость размещения бака-накопителя выше коллектора, неуправляемая работа с возможностью перегрева бака.
  • Более совершенны системы с принудительной циркуляцией теплоносителя с помощью циркуляционных насосов. При такой схеме увеличивается эффективность работы системы, бак может устанавливаться в любом удобном месте, возможны круглогодичная работа и применение элементов автоматики в управлении. Но все это — дополнительные расходы на оборудование и электропитание насоса.
Читать еще:  Утеплить дом снаружи своими руками

Совет: Для максимального эффекта плоскость гелиоколлектора должна находиться перпендикулярно лучам солнца. В средней полосе России гелиоколлекторы обычно наклоняют на 50 – 60 градусов.

Как сделать солнечный коллектор своими руками – самодельное устройство для отопления дома

Сегодня мы с вами будем делать своими руками солнечный коллектор для отопления дома.

Солнечные коллекторы и водонагреватели на YouTube: ссылка.

Солнечный коллектор для нагревания воздуха и воды изготовим из старых металлических светильников размером 600*1200 мм, старого стекла и черной краски. Коллектор позволит вам сократить расходы на тепловую энергию или покупку углеводородного топлива.

Сделаем и установим несколько таких самодельных коллекторов для отопления на южной стороне дома. Зимой в солнечные дни, они смогут покрыть часть необходимой для отопления тепловой энергии.

Принцип работы таких устройств состоит в следующем: холодный воздух из нижней части помещения поступает в коллектор, нагревается в нем и поступает обратно в помещение через верхнее вентиляционное отверстие. Встроенный вентилятор увеличивает обмен воздуха, проходящего через устройство.

Коллекторы будут изолированы друг от друга металлическими перегородками, для лучшего распределения нагреваемого воздуха. Коллекторы подключаются к дому посредством гибкого рукава. Воздуховоды внутри дома будут распределять теплый воздух по помещениям.

Преимущества вакуумного теплогенератора:

  • бесплатная тепловая энергия;
  • отсутствие потребности в топливе;
  • возобновляемая энергия;
  • экономически эффективное отопление;
  • не оказывает негативных воздействий на окружающую среду;
  • выполнен из вторсырья.

Шаг 1: Заглянем в мусорный бак

Подбираем необходимые материалы (по возможности, бывшие в употреблении):

  • Старый светильник.
  • Алюминиевый скотч.
  • Черная краска.
  • Стекло, вырезанное по размерам светильника.
  • Силиконовый герметик со шприцом.
  • Резиновые перчатки.
  • Перчатки, защищающие от порезов стекла или металла.
  • Молоток и отвертка.
  • Ножницы по металлу.
  • Термометр.
  • Саморезы и дрель с битой.
  • Стеклорез и маркер (если потребуется резать стекло).

Шаг 2: Готовим основание

Возьмите светильник и сделайте следующее:

  • Удалите старые лампы.
  • Снимите крепления ламп.
  • Удалите остальные внутренности.
  • Скрепите углы корпуса светильника с помощью саморезов.
  • Промажьте герметиком углы, а также все щели и отверстия в светильнике.
  • Залепите все большие отверстия алюминиевым скотчем.
  • Перед тем, как начать красить каркас черной краской, дайте силикону высохнуть в течение ночи.

Шаг 3: Красим

Покраска каркасов проводится в следующем порядке:

  • Наденьте одежду, которую не жалко испортить краской.
  • Наденьте защитные перчатки.
  • Накройте газетой предметы и поверхности, чтобы защитить их от попадания краски.
  • Очистите и помойте водой с мылом все корпуса светильников и затем просушите их.
  • Покрасьте светильники со всех сторон и дайте им высохнуть в течение ночи.

Шаг 4: Вырезаем вентиляционные отверстия

Делаем вентиляционные отверстия так:

  • Используя молоток и отвертку, пробейте дырки в тех местах, где будут находиться вентиляционные отверстия. Отверстия должны располагаться по центру корпуса светильника в верхней и нижней его частях.
  • Вырежьте квадратные отверстия ножницами по металлу. Верхнее, в которое будет устанавливаться вентилятор, должно быть немного меньше самого вентилятора, чтобы вентилятор можно было закрепить с помощью саморезов. Наденьте защитные перчатки, чтобы защитить руки от порезов.
  • Обработайте края прорезанного отверстия, чтобы удалить острые края и заусенцы.

Шаг 5: Устанавливаем стекла

Стекла устанавливаем в следующем порядке:

  • Нанесите силиконовый герметик на края корпуса.
  • Установите на герметик стекло.
  • Если стекло состоит из нескольких частей, то нужно будет промазать швы между всеми стеклами.
  • Дайте силикону высохнуть в течение ночи.

Шаг 6: Устанавливаем солнечные батареи и вентилятор

  • Осторожно прикрутите вентилятор саморезами к верхнему отверстию солнечного нагревателя.
  • Не забудьте убедиться в том, что вентилятор при работе будет вытягивать воздух из коллектора.
  • Положите его горизонтально стеклом вверх.
  • Нанесите небольшое количество герметика на заднюю сторону панели солнечной батареи и приклейте батарею к одному из верхних углов коллектора.
  • Подключите солнечную батарею к вентилятору и дайте силикону высохнуть в течении ночи.

Разберемся, как будет работать устройство:

  • Вентилятор высасывает нагретый воздух из верхней части; разряжение, создаваемое в коллекторе засасывает холодный воздух внутрь.
  • В сущности, вентилятор позволяет быстрее нагревать помещение, чем если бы нагретый воздух из коллектора поступал в дом за счет конвекции.
  • Верхнее и нижнее отверстия будут соединяться с помещениями в доме.
  • Если для нагрева воздуха солнечной энергии будет достаточно, то и для вентилятора хватит энергии солнечной батареи для работы.

Шаг 7: Следующий шаг

  • Изготовьте как можно больше коллекторов и установите их возле дома. Предусмотрите теплоизоляцию задней и боковых частей коллекторов: это уменьшит потери тепла через стенки корпуса.
  • Сократите расход топлива для выработки тепловой энергии и выброс парниковых газов в атмосферу.
  • Установите собранный коллектор в место, освещаемое солнцем большую часть дня.
  • Поместите термометр рядом с верхним отверстием коллектора.
  • Записывайте показания каждый час.
  • На термометре, изображенном на фото выше, показание температуры составляет 53 градуса Цельсия – это внутренняя температура коллектора, т.к. датчик находится внутри.
  • Тесты показывают, что при температуре наружного воздуха плюс 15 градусов Цельсия, температура в области верхнего отверстия коллектора колеблется от 35 до 66 градусов в течении дня.
Читать еще:  Алоэ: уход в домашних условиях

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Как сделать солнечный коллектор своими руками

Солнечный коллектор служит для сбора энергии солнца и использования этой энергии в хозяйственных нуждах. Например, его можно использовать как дополнительный источник тепла при обогреве помещения или для нагрева воды.
В этой статье будет показан процесс изготовления воздушного коллектора для обогрева помещения. Конструкции данного устройства могут быть очень разнообразные, а вот принцип действия одинаков.

Устройство и принцип работы солнечного воздушного коллектора.

  • Коллектор собирается в утепленном корпусе. Тепло, получаемое от солнца не должно уходить наружу.
  • Короб коллектора накрывается прозрачным материалом, стекло, поликарбонат, полиэтиленовая пленка и т.п. Это необходимо для того, чтобы солнце могло нагревать теплообменник, который находится в коробе коллектора. Теплообменник воздушного коллектора является самой важной деталью. Он собирает тепло солнечных лучей и передает его воздушному потоку воздуха, который проходит через него.
  • Теплообменник обязательно должен быть окрашен в черный цвет, чтобы лучше поглощать солнечный свет. Для улучшения отдачи тепла от теплообменника к воздушному потоку, проходящему через коллектор, теплообменник должен иметь как можно большую площадь поверхности. Также теплоотдачу улучшает материал, из которого выполнен теплообменник. Наиболее подходящий материал — это алюминий и медь.
  • Эффективность коллектора напрямую зависит от его размера. Чем больше площадь теплообменника, на которую попадают солнечные лучи, тем больше он может аккумулировать солнечного тепла.

Как правило, такие коллекторы устанавливают на солнечную сторону здания под углом как можно более перпендикулярном солнечным лучам. Лучшее место для установки такого коллектора — это наклонный скат крыши здания. Хотя если его установить вертикально вдоль стены здания, то он тоже будет давать тепло.
Также воздушный коллектор лучше всего располагать как можно ближе к помещению, которое вы хотите обогреть. Это необходимо для того, чтобы снизить потери тепла в воздуховодах. Если же расположить близко не получается, то воздуховоды нужно дополнительно утеплить.

Изготовление теплообменника солнечного воздушного коллектора.

Для изготовления самой важной детали коллектора – теплообменника, возьмём обычные жестяные банки из-под пива или сока. Данные банки как правило изготавливают из сплава алюминия. Это как раз и нужно для эффективной теплоотдачи. К тому же все банки выполнены одинакового размера и сделаны так, чтобы в упаковке их ставили друг над другом, то есть хорошо стыкуются друг с другом. Очень редко бывают банки изготовленные из стального листа, а не алюминия. Поэтому рекомендуется все банки проверить постоянным магнитом. Алюминий не будет магнититься, а стальные будут.

  • Во избежание последующего неприятного запаха из коллектора, все банки необходимо предварительно хорошо вымыть с моющим средством и просушить.
  • Сверлим отверстия в донышке банок. Ножницами по металлу разрезаем донышко и верх банки на отдельные лепестки и загибаем их во внутрь банки. Главное из банки сделать сквозную трубу, способ исполнения не имеет значения. Чтобы не порезать пальцы на руках, необходимо работать в перчатках .

  • Склеиваем банки друг с другом любым термостойким клеем. Клей должен быть именно термостойкий, так как температура выходящего воздуха из воздушного коллектора может достигать 80С, а температура теплообменника и того больше.
  • Чтобы банки после склеивания приняли вид ровной трубы, их нужно склеивать в каком-либо направляющем уголке. Можно найти что-нибудь подходящее в хозяйстве или сделать такой уголок самому из 2‐х кусков фанеры или досок.

Таким образом изготавливаем необходимое количество труб.

Изготовление каркаса солнечного воздушного коллектора.

Каркас лучше всего сделать из теплоизоляционных материалов. Для этого подойдет доска, фанера, ЛДСП и тому подобное.

Если есть возможность, то лучше в каркасе выполнить паз для укладки стекла как показано на фото ниже.

Если же такой возможности нет, то можно обойтись без этого паза. Тогда стекло будет приклеиваться сверху короба и зажиматься металлическими или алюминиевыми уголками. В каркасе нужно предусмотреть отверстия для притока и выхода воздуха. Их можно расположить на торцевых стенках короба или на задней панели. Диаметры отверстий лучше всего подобрать под стандартную пластиковую вентиляцию, которую можно купить в любом строительном магазине.

Вырезаем из фанеры или доски две прямоугольных детали – держатели труб теплообменника. Данные детали должны устанавливаться во внутрь короба. Теперь на этих деталях необходимо разметить и просверлить отверстия как показано ниже на фото. Для этих целей подойдет сверло-коронка. При разметке нужно стремиться к тому, чтобы расстояние между соседними рядами банок было как можно меньше.

Пришло время утеплить короб. Для этого подойдет пенопласт, вспененный полистирол и т.п. Толщина утеплителя от 2см. Утеплять нужно все стороны короба, включая заднюю стенку. Все имеющейся щели необходимо запенить, чтобы избежать запотевания стекла, так в месте таких щелей будет образовываться влага из-за разности температур на улице и внутри каркаса солнечного коллектора.

Читать еще:  Псороптоз у кроликов

Сборка воздушного солнечного коллектора

Устанавливаем наши трубы в перегородки с отверстиями. Стыки перегородок и корпуса коллектора запениваем монтажной пеной. Стыки труб и перегородки закрываем герметиком.

Теперь необходимо покрасить нашу конструкцию. Красим обязательно в черный матовый цвет, так как этот цвет наиболее поглощает солнечные лучи. Краска должна быть термостойкой. Ее можно спросить в автомагазинах. Там она продается в баллончиках для окраски глушителей. Отдельно красить со всех сторон трубы не имеет смысла, так как солнечные лучи будут попадать только на одну сторону труб.

Красим воздушный коллектор

Осталось только закрыть короб стеклом. Для этого промазываем короб коллектора по контуру герметиком с устанавливаем стекло. После необходимо стекло прижать мебельными уголками.
Солнечный воздушный коллектор готов.

  • Чтобы в ночное время исключить поступление холодного воздуха из коллектора в помещение, необходимо на выходе установит обратный клапан. Его продают в комплектующих вентиляционных пластиковых систем.
  • Для лучшей работы коллектора необходимо установить нагнетающий вентилятор с его нижней стороны. Выход теплого воздуха будет тогда соответственно с верхней стороны. Должна получиться система рециркуляции. Снизу из помещения забирается прохладный воздух, прогоняется через коллектор, где он нагревается и заново приходит в помещение сверху.
  • Чтобы эффективность воздушного коллектора не снижалась, его стекло необходимо периодически очищать от пыли.

Энергоэффективный дом

Простой термосифонный солнечный коллектор без насоса своими руками

Описанная ниже конструкция — термосифонный солнечный коллектор, основан на медной трубе и алюминиевом оребрении. Медное оребрение имеет немного более эффективную теплоотдачу, но стоимость медных листов увеличивает цену коллектора в 3-4 раза. Пайка ребер к трубам -тоже непростая задача. Производительность способа переноса тепла от алюминиевых пластин медным трубам заключается в обеспечении хорошего теплового контакта. Как это реализуется — читайте ниже. По ссылке доступны тесты производительности данного прототипа.

Какова цель самодельной термосифонной системы:

  • Производительность, близкая к коммерческим коллекторам.
  • Низкая стоимость (до 1/4 от цены за покупную систему).
  • Длительный срок службы.
  • Легкость исполнения своими руками из доступных каждому материалов.

Солнце нагревает воду, снижает ее плотность и вода поднимается в резервуар. Нагретая вода выходит из коллектора, ее постепенно замещает холодная, подающаяся естественной циркуляцией из резервуара в коллектор через нижнее соединение. Насос в данной конструкции не нужен. Контроль осуществляется автоматически, так как движение воды останавливается, как только коллектор остывает ниже температуры накопительного бака. Принцип термосифона подробно рассмотрен в этой статье.

Этот вариант термосифонного коллектора не предусматривает использование при минусовых температурах, поэтому при первых заморозках систему необходимо сливать.

В качестве примера взяты два прототипа коллектора одинаковой конфигурации, поэтому фото могут отличаться в некоторых несущественных деталях.

Термосифонная система своими руками

Из чего собран термосифонный солнечный коллектор:

  • Гофрированный поликарбонатный лист SunTuf.
  • Рама из пиломатериалов.
  • Фанера или ОСБ для основы.
  • Жесткая теплоизоляция (теплоизолятор может быть любым, от этого будут зависеть «слои» подложки — с жесткой изоляцией в данной конструкцией заднюю часть коллектора больше ничем не закрывали).
  • Алюминий листовой для абсорбера 0,5 мм.
  • Трубы медные.
  • Фитинги медные.
  • Термостойкий силикон.
  • Винты, краска, волнистые рейки для крепления поликарбоната (их можно изготовить из досок лобзиком).

Данная конструкция термосифонного солнечного коллектора основывается на алюминиевом абсорбере. Ребра увеличивают площадь передачи тепла от пластины к трубе и имеют паз по форме этой трубы.

2 способа сделать абсорбер медной трубы из алюминия

Использование листового алюминия в связке с медными трубами очень часто используется канадцами, американцами, австралийцами. У нас же это непопулярное решение (насколько мне известно). Кто-то занимается оксидированием меди, кто-то просто красит трубы.

Приспособление для гибки листового алюминия изготавливается из фанеры 19 мм толщиной и длиной около метра, в которой есть канавка квадратной формы 16Х16 мм. Для формирования углубления под трубу взят стальной стержень диаметром 16 мм (труба в большинстве коллекторов берется полдюймовая).

Приспособление для гибки алюминия для абсорберов солнечного коллектора

«Гнездо» для формовки алюминия сделано из двух брусков фанеры 16 мм, так приклеенных и привинченных к основе, чтобы образовать квадратную канавку. Листовой алюминий некоторых брендов уже имеет небольшой сгиб ровно по середине листа, а если его нет — нужно быть более внимательным при гибке.

Метод прессования молотком кажется неубедительным на первый взгляд, но на практике прекрасно работает. Процесс гибки алюминия с помощью прута и кувалды понятен из фото: положите металл на фанеру точно над пазом, установите стержень, придерживайте его и без сверхусилий бейте вертикально поставленным молотком по конструкции. Такой способ не дает ребрам загибаться вверх.

Пресс для листового алюминия

Как только вы «набьете руку», гибка одного абсорбера будет занимать не более 20 секунд.

Не забывайте проверять плотность прилегания абсорбера к трубе.

Фанерку для гибки всегда можно усовершенствовать держателями для стержня, ограничителем по одной стороне для того, чтобы лист алюминия не скользил по фанере.

Не стоит делать слишком длинные ребра, так как медь и алюминий расширяются с разной скоростью и короткие ребра (60-70 см) справятся с этим лучше. Ребра необходимо выровнять, опрессовать.

Существует способ полностью обернуть трубу алюминием. Пошаговые фото этого процесса смотрите ниже.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector