Каким должен быть самодельный солнечный коллектор?
Из-за невысокой эффективности воздушных коллекторов домашние мастера отдают предпочтение водяным устройствам, которые бывают вакуумными или плоскими, с замкнутой или открытой системой теплообмена.
Плоский коллектор – довольно простой для самостоятельного изготовления прибор. Состоит из металлического корпуса прямоугольной формы, внутрь которого интегрирован теплоприемник, чаще всего в виде медного или алюминиевого трубчатого змеевика.
Для лучшего поглощения солнечных лучей (абсорбции) его покрывают селективной краской черного цвета. Снизу обязательно укладывается слой теплоизоляционного материала или резины, а сверху конструкция накрывается крышкой, для изготовления которой используется стекло или, например, поликарбонат, хотя возможно применение и других светопропускающих материалов.
Принцип работы плоского коллектора довольно простой: поглощенное тепло передается теплоносителю (в данном случае жидкости), циркулирующему по змеевику.
Прозрачная крышка выполняет одновременно несколько функций: защищает теплообменник от негативных природных явлений (осадков, ветра), а также грязи и пыли, при этом свободно пропускает солнечные лучи.
Герметичность конструкции исключает возможность попадания грязи под стекло на теплоприемник и не допускает выветривания накопленного тепла через естественные щели.
Наиболее эффективен данный вид коллекторов при эксплуатации в теплое или межсезонное время года, зимой его КПД значительно снижается.
Проблема потери тепла решена в вакуумном коллекторе. В нем трубки помещаются в светопрозрачные стеклянные колбы, из которых предварительно выкачивается воздух. Трубки в этой конструкции обязательно имеют абсорбционное покрытие и дополнительно заполняются хладагентом.
Непосредственно трубки соединяются своими концами с магистралью, по которой движется теплоноситель. Под воздействием солнечных лучей хладагент закипает и превращается в пар, который, по законам физики, поднимается вверх по трубке и при контакте с теплоносителем остужается, отдавая накопленное тепло.
Следует отметить: вакуумный солнечный коллектор в сравнении с плоскими более эффективен за счет того, что удельная теплота вещества в парообразном состоянии выше, чем в жидком.
Именно из-за такой особенности вакуумные коллекторы эффективны и в зимнее время, при минусовых температурах, хотя их КПД может несколько снизиться за счет уменьшения светового дня и увеличения пасмурности.
Вариантом вакуумного коллектора можно считать и конструкции, в которых трубки сразу заполняются теплоносителем. Но они обладают одним существенным недостатком – сложностью проведения ремонтных работ. В этом случае, если из строя вышла какая-либо из трубок, потребуется полная замена всей конструкции.
Конструирование простых солнечных водонагревательных систем
С экономической стороны выгоднее сконструировать солнечный водонагреватель своими руками.
Простая конструкция
Для этих целей требуются баки, которые покрыты черной краской. К ним присоединяется водопроводная магистраль из дома. Из такой тары вода поступает в душ.
Водонагреватель для бассейна своими руками конструируется из корыта, труб для холодной воды и перелива, выпуска и вентиля. Для прикрытия тары используется прозрачная крышка.
Простые конструкции отличаются такими недостатками:
- В облачную погоду емкость с водой не нагревается.
- Ежедневно тару заполняют жидкостью. Нагретую воду аккуратно сливают.
- Такое устройство располагают только в горизонтальном положении. Поэтому в определенное время КПД снижается.
Использование коллектора
Монтаж сконструированного собственными силами коллектора выгоднее с практической и экономической стороны. Но для достижения положительного результата требуется подготовка.
Конструирование приемника тепла
Дабы нагрев воды осуществлялся круглогодично, требуются:
- Аккумулирующая тара.
- Емкость для подпитки.
- Коллектор.
Монтаж насосного оборудования выполнять необязательно. Для циркуляции теплоносителя теплоприемник устанавливают ниже бака. Тара подпиточная располагается выше, чем аккумулирующая. Емкость, в которую перемещается подогретая жидкость, уплотняют.
Вторая емкость комплектуется поплавковым клапаном, дабы система функционировала. К отведенному патрубку подводят трубу, через которую будет поступать холодная жидкость.
Дабы сконструировать нагреватель воды своими руками, используют:
- Медные трубки.
- Трубки из полимерных составов или пластика.
- Плоские радиаторы из прочной стали.
- Алюминиевые трубки.
Дабы сконструировать корпус для нагревателя, нередко применяют древесину, фанеру. Мастера конструируют солнечный коллектор из поликарбоната своими руками.
Если все сделано правильно, то можно получить такие преимущества:
- Пользоваться такой системой можно даже при максимальной загрузке.
- Период окупаемости сконструированного нагревателя минимальный.
- Снижение затрат горючего.
- Такая система быстро подготавливается к эксплуатации.
Достоинства и недостатки солнечных коллекторов для нагрева воды
В летний период солнечные коллекторы способны полностью обеспечить дом горячей водой. В межсезонье такая альтернативная системы отопления способна уменьшить нагрузку на газовый котел, что позволит снизить потребление газа, сократив при этом финансовые затраты.
Коллектор выступает в качестве дополнительного источника бесплатного тепла, благодаря чему можно снизить зависимость от газа. В летний период для получения горячей воды не понадобятся финансовые затраты.
Обеспечить дом горячей водой в летний период можно с помощью солнечных коллекторов
На монтаж солнечного коллектора не требуется получения разрешения. При выборе оборудования следует подробно изучить всю имеющуюся информацию и проконсультироваться со знающим продавцом. Установку системы необходимо доверить специалисту или выполнить самостоятельно при наличии определенных навыков и умений в области сантехники. Период эксплуатации системы в среднем составляет около 15 лет. В течение этого времени можно использовать бесплатное солнечное тепло для собственных нужд.
К недостаткам такой системы относятся большие финансовые затраты, которые необходимо будет понести при покупке солнечных коллекторов. Средняя стоимость одного элемента составляет 500-1000 $. Система, состоящая из двух коллекторов и собранная под ключ, обойдется в пределах 2300-3000 $.
Интенсивность солнечной энергии отличается в разный период года, поэтому солнечные коллекторы не могут использоваться как единственный источник тепла. Для работы системы понадобится накопительная емкость, покупка которой повлечет увеличение затрат на обустройство системы нагрева воды от солнца.
Полезные советы
Установка коллектора под прямым углом к солнечным лучам дает больший КПД. В течение года, угол наклона коллектора меняется, в зависимости, от интенсивности солнечного освещения:
- летом, величина угла соответствует географической широте местности плюс 15°;
- в зимнее время — минус 15°;
- весной и осенью, устанавливают, почти, вертикально.
Для правильной результативной работы коллекторов к ним подключают механизм слежения за солнцем, который управляется двигателями.
Чем больше вес конструкции, тем мощнее выбирают двигатель.
Солнечная концентрированная энергия, находящаяся в зоне фокуса, может вызвать серьезные ожоги или стать причиной возгорания предметов.
Для этого, достаточно, подержать деревянный предмет в точке фокуса 30 сек.
В целях безопасности, при проведении работ, обязательно, используются защитные средства: солнечные очки, сварочная маска, брезентовые перчатки.
Для изготовления солнечных коллекторов народные умельцы используют старые оконные рамы, холодильники, электрические бойлеры и другие подручные предметы и материалы.
Изготовление солнечных коллекторов под силу каждому, требуется лишь знание законов физики и навыки работы с несложными инструментами.
Что такое солнечный коллектор и как его изготовить своими руками, наглядно показано в предлагаемом видео.
Принцип работы и конструкционные особенности
Современные гелиосистемы – один из видов альтернативных источников получения тепла. Они применяются в качестве вспомогательного отопительного оборудования, перерабатывающего солнечное излучение в полезную владельцам дома энергию.
Они способны полностью обеспечить горячее водоснабжение и отопление в холодное время года только в южных регионах. И то, если занимают достаточно большую площадь и установлены на открытых, не затененных деревьями площадках.
Несмотря на большое количество разновидностей, принцип работы у них одинаковый. Любая гелиосистема представляет собой контур с последовательным расположением приборов, и поставляющих тепловую энергию, и передающих ее потребителю.
Основными рабочими элементами являются солнечные батареи на фотоэлементах или солнечные коллекторы. Технология сборки солнечного генератора на фотопластинах несколько сложнее, чем трубчатого коллектора.
В этой статье мы рассмотрим второй вариант – коллекторную гелиосистему.
Солнечные коллекторы пока служат вспомогательными поставщиками энергии. Полностью переключать отопление дома на гелиосистему опасно из-за невозможности прогнозировать четкое количество солнечных дней
Коллекторы представляют собой систему трубок, соединенных последовательно с выходной и входной магистралью или выложенных в виде змеевика. По трубкам циркулирует техническая вода, воздушный поток или смесь воды с какой-либо незамерзающей жидкостью.
Циркуляцию стимулируют физические явления: испарение, изменение давления и плотности от перехода из одного агрегатного состояния в другое и др.
Принцип действия солнечных коллекторов основан на получении и накапливании солнечной энергии, сообщаемой теплоносителю (+)
Сбор и аккумуляция солнечной энергии производится абсорберами. Это либо сплошная металлическая пластина с зачерненной наружной поверхностью, либо система отдельных пластин, присоединенных к трубкам.
Для изготовления верхней части корпуса, крышки, используются материалы с высокой способностью к пропусканию светового потока. Это может быть оргстекло, подобные полимерные материалы, закаленные виды традиционного стекла.
Для того чтобы исключить потери энергии с тыльной стороны прибора в короб укладывается теплоизоляция
Надо сказать, что полимерные материалы довольно плохо переносят влияние ультрафиолетовых лучей. Все виды пластика имеют достаточно высокий коэффициент теплового расширения, что часто приводит к разгерметизации корпуса. Поэтому использование подобных материалов для изготовления корпуса коллектора стоит ограничить.
Вода в качестве теплоносителя может применяться только в системах, предназначенных для поставки дополнительного тепла в осенне/весенний период. Если планируется круглогодичное использование гелиосистемы перед первым похолоданием техническую воду меняют на смесь ее с антифризом.
В воздушных гелиосистемах в качестве теплоносителя используется воздух. Каналы для его движения можно сделать из обычного профлиста (+)
Если солнечный коллектор устанавливается для обогрева небольшого строения, не имеющего связи с автономным отоплением коттеджа или с централизованными сетями, сооружается простейшая одноконтурная система с нагревательным прибором в начале ее.
В цепочку не включают циркуляционные насосы и нагревательные устройства. Схема предельно проста, но работать она может лишь солнечным летом.
При включении коллектора в двухконтурное техническое сооружение все гораздо сложнее, но и диапазон пригодных для применения дней существенно увеличен. Коллектор обрабатывает только один контур. Преобладающая нагрузка возлагается на основной отопительный агрегат, работающий на электроэнергии или любом виде топлива.
Для изготовления солнечного коллектора можно воспользоваться готовой схемой, можно построить собственную пилотную модель и опробовать ее на практике (+)
Несмотря на прямую зависимость производительности солнечных приборов от количества солнечных дней, они востребованы, и спрос на солнечные устройства стабильно повышается. Популярны они среди народных умельцев, стремящихся направить все виды природной энергии в полезное русло.
Востребованы ли гелиосистемы
Уже сейчас установлено более 160 млн.м2 этих панелей во всем мире. Лидируют Китай и Япония. Не отстают и некоторые европейские страны, где выработка тепла такими системами составляет около 5% от всей необходимой.
Пройдет не много лет и многие страны откажутся от газа и угля совсем. К примеру, в Украине, где тарифы достаточно высокие, такие системы устанавливают в больших количествах. Единоразовое вложение денег позволит получить энергонезависимость, пусть даже и частичную. И дело не только в экономии, такие установки экологически чисты и не загрязняют окружающую среду.
Преимущества этих систем
Альтернативных источников энергии сейчас много, это и солнечные панели, ветрогенераторы, тепловые насосы и тд. Однако именно солнечные коллекторы набирают все большую популярность, этому есть ряд причин:
- Стоимость системы самая низкая из всех альтернативных источников, это обусловлено несложной технологией изготовления и монтажа.
- Несложный монтаж, который можно сделать даже самому, обладая определенными знаниями и навыками.
- Легкость в эксплуатации, не нужно никаких особых навыков чтобы следить за ними.
- Низкая стоимость ремонта, все детали системы недорогие. Нет крупных узлов, требующих замены целиком. Ремонт можно выполнить самостоятельно, предварительно немного изучив устройство.
- Универсальность. Гелиосистему можно использовать для нагрева воды и отопления, без дополнительных циклов преобразования энергии. Подобрать количество панелей можно исходя их конкретной необходимости.
https://youtube.com/watch?v=pBvnzgHdH9Q
Немного о недостатках
У любой системы есть недостатки и солнечные коллекторы здесь не исключение. Они занимают значительную площадь, одна панель занимает в среднем 2-3 м2. Эффективность их работы зависит от климатической зоны где они используются.
Также они очень климатически зависимые, зимой их КПД минимально, при этом расходы энергии на обогрев максимально. Это делает солнечные коллекторы не очень эффективными для отопления. Как заявляют многие производители, они способны покрыть до 30% расходов на отопление.
Назначение гелиоколлектора, его достоинства и недостатки
Солнечный водонагреватель (жидкостной гелиоколлектор) — это устройство, которое с помощью энергии Солнца нагревает теплоноситель. Он применяется для отопления помещений, организации горячего водоснабжения, подогрева воды в бассейнах и т. д.
Солнечный коллектор обеспечит дом горячей водой и теплом
Предпосылками для использования экологичного водонагревателя является тот факт, что солнечное излучение падает на Землю круглый год, хоть и отличается интенсивностью зимой и летом. Так, для средних широт суточное количество энергии в холодное время года достигает 1–3 кВт*ч на 1 кв.м, тогда как в период с марта по октябрь эта величина варьируется от 4 до 8 кВт*ч/м2. Если же говорить о южных регионах, то цифры можно смело увеличивать на 20–40%.
Как видно, эффективность работы установки зависит от региона, но даже на севере нашей страны гелиоколлектор обеспечит потребность в горячей воде — главное, чтобы на небе было поменьше туч. Если же говорить о средней полосе и южных областях, то работающая от Солнца установка сможет заменить бойлер и перекрыть потребности теплоносителя отопительной системы в зимнее время. Разумеется, речь идёт о производительных водонагревателях в несколько десятков квадратных метров.
Таблица: распределение солнечной энергии по регионам
| Средняя дневная сумма солнечной радиации,кВт*ч/м2 | |||||||||
| Мурманск | Архангельск | Санкт-Петербург | Москва | Новосибирск | Улан-Удэ | Хабаровск | Ростов-на-Дону | Сочи | Находка |
| 2,19 | 2,29 | 2,60 | 2,72 | 2,91 | 3,47 | 3,69 | 3,45 | 4,00 | 3,99 |
| Средняя дневная сумма солнечной радиации в декабре, кВт*ч/м2 | |||||||||
| 0,05 | 0,17 | 0,33 | 0,62 | 0,97 | 1,29 | 1,00 | 1,25 | 2,04 | |
| Средняя дневная сумма солнечной радиации в июне, кВт*ч/м2 | |||||||||
| 5,14 | 5,51 | 5,78 | 5,56 | 5,48 | 5,72 | 5,94 | 5,76 | 6,75 | 5,12 |
Достоинства солнечных водонагревателей:
- относительно простая конструкция;
- высокая надёжность;
- эффективная эксплуатация независимо от времени года;
- длительный срок службы;
- возможность экономии газа и электроэнергии;
- не требуется разрешение на установку оборудования;
- небольшая масса;
- простота монтажа;
- полная автономность.
Что касается отрицательных моментов, то без них не обходится ни одна установка для получения альтернативной энергии. В нашем случае к минусам относятся:
- высокая стоимость заводского оборудования;
- зависимость КПД гелиоколлектора от времени года и географической широты;
- подверженность градобитию;
- дополнительные затраты на установку теплоаккумулирующей ёмкости;
- зависимость энергетической эффективности прибора от облачности.
Рассматривая плюсы и минусы солнечных водонагревателей, не стоит забывать и об экологической стороне вопроса — подобные установки безопасны для человека и не наносят вреда нашей планете.
Заводской гелиоколлектор напоминает конструктор, с помощью которого можно быстро собрать установку требуемой производительности
Цены на заводские приборы
Львиная доля финансовых затрат на сооружение подобной системы приходится на изготовление коллекторов. Это не удивительно, даже в промышленных образцах гелиосистем около 60% стоимости приходится на этот конструкционный элемент. Финансовые затраты будут зависеть от выбора того или иного материала.
Надо отметить, что подобная система не в состоянии отопить помещение, она лишь поможет сэкономить на затратах, помогая подогреть воду в системе отопления. Учитывая довольно большие затраты энергии, которые расходуются на нагрев воды, солнечный коллектор, интегрированный в систему отопления, существенно снижает подобные издержки.
Солнечный коллектор довольно просто интегрируется в систему отопления и горячего водоснабжения (+)
Для ее изготовления используются довольно простые и доступные материалы. К тому же подобная конструкция является полностью энергонезависимой и не нуждается в техническом уходе. Уход за системой сводится к периодическому осмотру и очистке стекла коллектора от загрязнений.
С чего начинать
Как сделать теплоприемник
Этапы работ:
1. Каркас и решетку лучше изготовить из алюминиевого уголка, периметр ячеек из направляющих должен быть немного больше периметра зеркальных пластин.
2. Теплообменник собирается из медных труб:
- спаять из них решетку,
- для предотвращения потерь тепла, обрезками от труб закрывают щели между ними.
3. Угловые стыки направляющих просверливают, в отверстия вставляют болты длиной 70 мм, фиксируют их гайками.
4. Выбрав правильное расположение теплообменника (совпадающее с точкой фокуса), закрепляют зеркала на раме таким образом, чтобы каждое — отражало солнечные лучи в одну точку.
5. Первое зеркало закрепляется двумя шайбами таким образом, чтобы отражение солнечных лучей от него ориентировалось в точке фокуса.
Оно послужит ориентиром для следующих частей.
Поскольку крепление зеркал будет занимать достаточно времени, а солнечная активность меняется в течение суток, периодически, потребуется корректировка положения каркаса таким образом, чтобы отражение эталонного зеркала было все время в точке фокуса.
6. Второе зеркало закрепляется, и также направляется в точку фокуса.
Чтобы установленные зеркала не мешали при установке последующих, их затеняют.
7. Метод крепления от конца предыдущего зеркала возможен для первых рядов пластин.
Но, лучше, ряды зеркал устанавливать от рамы, поскольку в рядах, описывающих параболу, может не хватить длины болтов.
8. Когда пластины закреплены, устанавливаются штанги, на которых будет крепиться теплообменник.
В точке фокуса устанавливают теплообменник, он заливается водой, замеряется температура.
9. При перемещении солнечных лучей отражение от зеркал сместится в сторону, и теплообменник перестанет нагреваться.
Для беспрерывной работы продумывается установка специальной системы с механизмом, разворачивающим концентратор по направлению к солнцу.
Изготовление коллектора
1. Он представляет собой простой конструктивный вариант концентратора. Хорошо подходит для нагрева воды до 100 литров.
При таком варианте используется только та вода (как найти на участке прочитайте в этой статье), что нагрелась в трубах, и нет необходимости установки накопительного бака.
2. Используются полиэтиленовые или резиновые шланги черного цвета, диметром 20-25 мм. Укладывают их по спирали на пологой крыше.
В случае слишком большого наклона крыши, спираль из шланга укладывают в специально сооружённый короб.
3. Чтобы трубы не деформировались при перепадах температур, их фиксируют хомутами, пластиковыми или металлическими.
Концентратор из пластиковых бутылок
Представляет собой иной конструктивный вид — позволяющий солнечным лучам в разное время суток падать под прямым углом.
Поверхность бутылок усиливает эффект солнечных лучей, выполняя роль линзы. Прозрачная пластиковая поверхность устойчивее к ультрафиолету, нежели резиновая или ПВХ.
Главный материал, используемый для изготовления концентратора, не стоит денег, таким образом, изготовление оборудования потребует минимальных вложений.
Нужные материалы:
- пластиковые бутылки одинаковой конфигурации и размера;
- пакеты тетрапак из- под сока или молока;
- трубы ПВХ (внешним диаметром 20 мм) и тройники для горячего водоснабжения.
Вместо труб ПВХ используют и медные трубы, но их стоимость гораздо выше.
Этапы работ:
1. Бутылки и пакеты тетрапак помыть с моющим средством, удалить этикетки.
2. Тетрапаки покрасить в черный цвет. При помощи картонного шаблона и канцелярского ножа отрезать дно бутылок по линии.
3. Теплообменник собирают из поливинилхлоридных труб диаметром 20 мм. В верхней части уголки и тройники соединяют клеем.
4. Трубы, на которые нанизываются бутылки и абсорберы из тетрапаков, для поглощения солнечной энергии, выкрашивают в черный цвет. После бутылок нанизывают абсорберы, вставляя их до упора.
5. Устанавливают конструкцию на опоре из дерева или металла, по направлению к солнцу. Для средних широт выбирают юго-восточное направление.
6. Накопительный бак устанавливается выше коллектора не менее, чем на 30 см.
На этой высоте установка насоса для создания циркуляции не нужна.
Чтобы сохранить температуру воды в ночное время, бак утепляют.
Поскольку, пластиковые бутылки, с течением времени, теряют светопроницаемость, рекомендуется раз в пять лет менять их.
Выгодно ли это
Определить, выгодно ли использовать солнечные коллекторы, каждый определяет для себя индивидуально, в зависимости от региона проживания, потребности в тепловой энергии и в зависимости от финансовых возможностей. Регион проживания – это важный критерий, при определении эффективности использования устройств, служащих для преобразования энергии солнца в другие виды энергии. Солнечная активность (продолжительность солнечного сияния), в разных регионах нашей страны разная, что видно на приведенной ниже схеме.
При необходимости создать абсолютно автономную систему, от внешних, традиционных поставщиков тепловой энергии, следует помнить, что, установив только коллектор, создать подобную систему не получится, т. к. для создания циркуляции теплоносителя, работы системы автоматики, необходима электрическая энергия. Поэтому, для полной автономии, необходимо проработать вопрос по независимому электроснабжению подключаемого объекта. Следовательно, для того, чтобы сделать абсолютно независимую систему, потребуются дополнительные финансовые затраты, что увеличит срок окупаемости оборудования.
Особенности склеивания труб ПВХ
Для получения качественного разреза лучше использовать труборез, оснащенный роликами. После разрезки с внутренней части трубы необходимо снять фаску, используя специальные фасочные резцы.
После измерения глубины тройников и уголков нужно на торец присоединяемой трубы установить метку и обработать праймером (чистящим средством) торцы труб и фитинги.
Благодаря плавному перемещению режущей части роликовый труборез позволяет избежать деформаций сечения и образования заусенцев по кромке при резке
Следующим шагом будет нанесение и распределение клея по наружной части трубы и внутренней части фитинга. Клей необходимо наносить кистью, при этом ее размер должен быть меньше диаметра труб. Остается вставить трубу в подготовленный тройник или уголок и провернуть на четверть оборота для равномерного распределения клея.
Нужно учесть, что работы по вклеиванию одного уголка или тройника должны быть выполнены не дольше, чем за 30 секунд. После фиксации необходимо удалить остатки клея.
Коллектор из поликарбоната
Изготавливают из сотовых панелей, отличающихся хорошими теплоизоляционными свойствами. Толщина листов от 4 до 30 мм. Выбор толщины поликарбоната зависит от необходимой теплоотдачи. Чем толще лист и ячейки в нем, тем больше воды сможет нагреть установка.
Чтобы самому сделать гелиосистему, в частности самодельный солнечный водонагреватель из поликарбоната, понадобятся следующие материалы:
- две штанги с нарезанной резьбой;
- пропиленовые уголки, на фитингах должно быть наружное резьбовое соединение;
- пластиковые трубы ПВХ: 2 шт, длина 1,5 м, диаметр 32;
- 2 заглушки.
Трубы укладывают в корпус параллельно. Подключают к ГВС через отсекающие краны. Вдоль трубы делают тонкий надрез, в который можно вставить лист поликарбоната. Благодаря принципу термосифона вода будет самостоятельно поступать в желобки (ячейки) листа, нагреваться и уходить в накопитель, расположенный вверху всей системы нагрева. Для герметизации и фиксации листов, вставленных в трубу, используют силикон, стойкий к термическому воздействию.
Чтобы увеличить теплоэффективность коллектора из сотового поликарбоната, лист покрывают любой селективной краской. Нагрев воды после нанесения селективного покрытия ускоряется приблизительно в два раза.
Самые простые варианты гелиоколлекторов для летнего душа
Элементарность самых непритязательных вариантов солнечных коллекторов не означает их неэффективность. Несмотря на порой хлипкую не привлекательную конструкцию, часто собранную из хлама, они свои функции выполняют.
Рекомендации:
- абсорбер желательно поместить в герметичный корпус, как минимум обернуть полиэтиленом;
- передняя крышка должна быть прозрачной, а если она является частью абсорбера, то можно применять темный или матовый материал, рекомендованный и для других частей;
- задняя стенка должна обрабатываться особо — на нее ставят черный материал или фольгу отражающие свет, сохраняющие тепло внутри;
- лучший материал для змеевика, корпуса, деталей — металл. На солнце он будет не просто нагреваться, а раскаляться.
Впрочем, даже если не придерживаться некоторых указанных выше советов, коллектор будет выполнять свои функции. Рассмотрим яркие примеры.
Простой резиновый шланг, полипропиленовые трубы в герметичном корпусе:
Выше на последнем фото отличное решение — черное ограниченное пространство создает эффект духовки, змеевик толстый, его стенки тонкие, нагревается быстро.
Из ПЭТ бутылок, бутылей
Элементарный способ — гелиоколлекторы из пластиковых бутылок. Конечно же, их крайне рекомендовано выкрасить в черный цвет, подойдет даже обычный баллончик с краской. В одном из вариантов бутылки используются как кожух для труб змеевика.
Схема системы с ПЭТ бутылками:
Тут пластиковые бутылки с черным уплотнителем выступают кожухом для змеевика:
Солнечные коллекторы для отопления дома: разновидности установок
По конструктивному исполнению солнечные коллекторы могут быть плоскими или вакуумными. Последний вариант является более распространенным типом, который характеризуется простотой монтажа, высокой эффективностью, способностью обеспечить необходимым количеством тепла весь дом. Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома, цена которого превышает стоимость плоского изделия, представлен сложной конструкцией, которую можно использовать для полноценного обогрева помещения и нагрева воды в любой сезон года.
По типу конструкции солнечные коллекторы бывают вакуумными и плоскими
Существует особый тип установки, который называется коллектор-концентратор. Он представляет собой систему параболических отражателей, которые располагаются на одной криволинейной поверхности, где концентрируется в определенных точках солнечный свет. Для получения максимального эффекта необходимо изменять вслед за движением солнца положение устройства, которое может находиться в двух плоскостях.
В зависимости от теплоносителя различают жидкостные и воздушные конструкции. В первом случае используется дистиллированная вода или антифриз, а во втором – нагретый воздух.
По варианту применения теплоносителя различают пассивные и активные системы. В первом варианте солнечный коллектор используется совместно с баком накопителем. Такая система приемлема для горячего водоснабжения и не комплектуется дополнительными инженерными элементами. Активный вариант предполагает установку солнечного коллектора и других технических устройств, таких как насос, бак-накопитель, защитные клапаны, дополнительные приборы нагрева теплоносителя. Такая система может применяться и для горячего водоснабжения, и для отопления дома.
По виду использования коллекторы могут быть пассивными и активными
Способ передачи тепла может быть косвенным или прямым. Первый вариант предполагает наличие аккумулирующего бака, в котором выполняется передача тепловой энергии, полученной наружным контуром от солнечного излучения, внутреннему контуру, циркулирующему в системах отопления и ГВС. В прямоточных системах, которые применяются для горячего водоснабжения, циркуляция воды в контуре коллектора происходит под воздействием разности температур и благодаря наличию дополнительных элементов в виде клапанов и кранов.
Классификация солнечных коллекторов для отопления по температуре нагрева теплоносителя
Воздушные или водяные солнечные коллекторы для отопления дома можно классифицировать по степени нагревания его рабочих органов и теплоносителя. В зависимости от этого критерия различают низко-, средне- и высокотемпературные установки. Низкотемпературные варианты способны обеспечить нагрев теплоносителя до 50 °С. Такие тепловые коллекторы используются для подогревания воды в душевых летом, в емкостях для полива, для создания комфортных условий в прохладные весенне-осенние вечера.
Среднетемпературные системы обеспечивают нагрев теплоносителя до 80 °С. Такие установки употребляются для обогрева помещений, для бассейнов. Солнечные коллекторы данной категории наиболее целесообразно устанавливать при обустройстве частного дома. Высокотемпературные системы способны нагреть теплоноситель до температуры 250-300 °С. Такие устройства рекомендуется использовать в промышленных масштабах. Их применяют для обогрева коммерческих зданий, производственных цехов и других технологических помещений.
Высокотемпературные системы предполагают сложный процесс преобразования и передачи тепловой энергии. Конструкции имеют внушительные габариты, требующие много свободного пространства для их монтажа. Процесс изготовления системы является весьма трудоемким и затратным, что связано с использованием специализированного оборудования. Самостоятельно выполнить такой вариант не удастся.
По температуре нагрева коллекторы классифицируются на низко-, средне- и высокотемпературные
