Солнечный водяной коллектор своими руками: Солнечный водонагреватель своими руками: фото и подробное описание

Содержание

Самодельный солнечный коллектор из медных трубок. Делаем простой солнечный коллектор своими руками, пошаговая инструкция. Изготовление солнечных коллекторов своими руками

В этой публикации представлены результаты объемных исследований блогера Сергея Юрко. Показаны 3 солнечных коллектора, изготовленные мастером своими руками и наиболее эффективный из них – так называемый 3 пленочный коллектор, он нагревает воду до 60 градусов. Есть более простой 2 пленочный, и он способен доводить воду до 55 градусов. Самый простой и самый дешевый 1 пленочный, но он обеспечивает прогрев только до 35 или 40 градусов.

Стоимость одного квадратного метра этих примитивных коллекторов примерно в тысячу раз дешевле заводских аналогов, и поэтому возникает вопрос: а что же такого хорошего в фирменных коллекторах, что они стоят в тысячу раз дороже примитивных, которые может изготовить своими руками любой человек за несколько часов, потратив мизерные деньги.

Будем сравнивать простые коллекторы с дорогими заводскими моделями по эффективности, экономической целесообразности и другим характеристикам.

И далеко не всегда это сопоставление в пользу заводских устройств. Ролик на тему: сделаем простейшие солнечные коллекторы и посмотрим, на что они способны. А также выясним, при каких случаях имеет смысл отказаться от дешёвого солнечного тепла с этих примитивных конструкций, чтобы заплатив сотни или тысячи раз дороже, получить такой же эффект от более дорогих устройств.

Личный интерес автора ролика к теме основан на предположении, что заводские солнечные коллекторы являются эволюционным тупиком солнечной тепловой энергетики, поскольку, например, солнечные батареи за последние несколько десятилетий подешевели больше чем в сто раз и график показывает процесс снижения цен.


Возникает мысль, что эволюция солнечных коллекторов пошла не по тому пути и поэтому имеет смысл вернуться к самым простым технологиям.

Черная пленка является единственной, из чего состоит 1-пленочный примитивный коллектор, то есть на пленку наливается вода и очевидно, что во время солнца это вода нагреется. Её можно купить на базаре в любом городе. Мастер приобрел три квадратных метра за 15 гривен. Стоимость коллектора выходит 15 евро цент за квадратный метр.

Но имеет смысл добавить еще одну – прозрачную пленку, которая покроет поверхность нагреваемой воды. Температура нагрева радикально увеличивается, поскольку вторая пленка останавливает испарение воды. Её продают на любом базаре для теплиц и из-за этого второго слоя стоимость коллектора увеличивается до 35 евро центов за квадратный метр.

Но есть еще и 3 пленочный вариант и дополнительная пленка тоже является прозрачной, она увеличит стоимость коллектора до 55 евро центов за квадратный метр.


Функция 3 пленки, как и у стекла заводского плоского коллектора, то есть между стеклом и черным абсорбером формируется слой воздуха толщиной несколько сантиметров, воздух является теплоизолятором.

Сколько пленок нужно для хорошего нагрева воды?

Экспериментальные измерения дали неожиданные результаты, поскольку оказалось что в нашем случае результат применения третьей пленки не является таким эффективным, как в случае заводского плоского коллектора – температура нагрева воды увеличивается, но всего лишь на несколько градусов.

Причем наша тройка коллекторов может иметь разные конструкции. К примеру 2 пленочная – прозрачная полиэтиленовая пленка, продается на базарах в виде рукава. Вода заливается внутрь рукава, а роль нижней черной пленки выполняют черная поверхность крыши многоэтажки.


Аналогичное исследование, но с рукавом из не прозрачной, а черной пленки. Если вторая пленка черная, вариант предпочтительнее только при условии хорошей циркуляция воды через систему. Коллектор нагрел 100 литров воды до 66 градусов. Можно заметить несколько усложнений конструкции, в том числе лист пенополистирола толщинoй 3 сантиметра. но эксперименты показали, что теплоизоляция под коллектором увеличит температуру нагрева, но не радикально.

Эксперимент в августе с нагревом воды при температуре воздуха в тени 35 градусов показал, что пленочный коллектор на хорошей теплоизоляции нагрел воду до 63 градусов и в тот же самый момент другой коллектор нагрел воду до 57 градусов, хотя под ним теплоизоляции нет и его первая пленка лежит прямо на земле.

Дополнительные функции кустарного садового коллектора

Также интересно обратить внимание, что однопленочный коллектор во время дождя выполняет функцию сбора дождевой воды что для некоторых домов и местности может оказаться актуальным. кроме этого, 1 пленочные и 2 пленочные коллекторе ночью могут выполнять функцию градирни, то есть они отбирают тепло из воды, используемой для систем охлаждения. Можно использовать в режиме, когда днем через них циркулирует вода, которую нужно нагревать. а ночью коллектор охлаждает воду баков. днем вода из них используется для отбора тепла. в результате чего она нагревается. и поэтому следующей ночью ее нужно опять охлаждать коллекторами.

Интересно заметить, что высота воды в коллекторах может превышать несколько сантиметров. они являются одновременно и солнечным коллекторам и баком для горячей воды. То есть они работают как хорошо известная черная бочка на летнем душе.

Но очевидно, что после исчезновения солнца вода в коллекторе охлаждается. Для этого случая может оказаться интересным коллектор с тремя слоями пленки, вода в котором охлаждается медленно.

На фото. Стоимость заводских тепловых коллекторов в тысячу раз дороже представленных самодельных.

Статистика по измерениям эффективности самодельных и заводских солнечных нагревателей

1 августа проводил эксперимент по измерению производительности 2 пленочного коллектора. На протяжении солнечного дня измерял температуру воды и заносил в таблицу.


насколько эффективен нагреватель воды с пленкой

В следующий таблице интерпретация полученных результатов, в столбце количество теплоты, которую реально производил коллектор.


Описано в примечании фото, как рассчитывалось по результатам измерений температуры. В другом столбце количество солнечной радиации, которая попала на солнечный коллектор. причем важно заметить, что она зависит от угла солнца над горизонтом, точнее от синуса этого угла.

Интересно, что в данный временной промежуток производство тепла коллектором было больше, чем количество солнечной радиации.

но никакого парадокса нет, если обратить внимание на разницу температур. В это время температура воздуха была больше, чем воды в коллекторе, и поэтому она нагревалась не только из-за поглощения солнечной радиации, но и вследствие нагрева от более теплого воздуха. но в другие временные промежутки вода была уже теплее воздуха. причем, чем больше разница температур, тем больше тепловые утечки из воды в окружающий воздух. тем меньше полезного тепла производят коллектор. Можно прийти к выводу, что как только температура воды достигнет примерно 60 градусов, она прекратит нагреваться, поскольку упомянутые тепловые утечки сравняются с поступлением энергии Солнца в коллектор.

В правом крайнем столбце таблицы зафиксирована измеренная мощность нагрева коллектора на единицу площади, ее можно сравнить с столбцом с мощностью нагрева одного квадратного метра заводского коллектора в тех же условиях. Описано, как вычислял мощности. Один квадратный метр заводской модели имеет преимущество над такой же площадью самодельного только при работе на высоких температурах воды. а если нужно греть воду с температурой выше 60-70 градусов, то кустарный коллектор не сможет работать вообще. в то же время 1 квадратный метр самодельного теплообменника произведет тепла заметно больше, чем один квадратный метр фабричного, когда температура воды меньше температуры окружающего воздуха.

Результаты объясняются энергетическими характеристиками 2 пленочного коллектора.


А это оценка характеристик других типа примитивных нагревателей.

Приблизительные характеристики заводских плоских коллекторов, представленных в паспорте.

В интернете можно найти такие характеристики практически для любой марки. По таблице видно, что фирменный обменник тепла имеет преимущество по этому коэффициенту, благодаря чему он способен работать на высоких температурах. но с другой стороны самопальный коллектор работает намного лучше заводского в случае, если нужно подогреть воду с температурой ниже воздуха. Например, если нужно нагревать 10 градусную воду подземной скважины во время 30-градусной жары.

дело в том, что коэффициент корректнее называть не тепловыми потерями, а коэффициентом теплообмена. Поскольку если вода в коллекторе холоднее воздуха, то в коллекторе нет тепловых потерь, а наоборот, из более теплого воздуха в него поступает дополнительное тепло. Данный коэффициент интерпретируется так, что если разница температур между водой и воздухом увеличивается на 1 градус, то обмен тепла через каждый квадратный метр коллектора увеличивается на 20 ватт.

Эта характеристика (оптический КПД) показывает кпд преобразования солнечной радиации в полезное тепло в условиях, когда температура теплоносителя в коллекторе равна температуре окружающего среды. В примечании описано, почему у простейших коллекторов этот показатель немного лучше, чем у заводских. Но это указан кпд нового чистого коллектора, а примитивные очень чувствительны к грязи. Текст ниже описывает, как много грязи накапливается в них течение эксплуатации.

Грязь и пузырьки в простых самодельных коллекторах

* В воду 1-пленочного коллектора извне приходит очень много разнообразной грязи. В 2-х и 3-пленочных устройствах эта проблема выражается в пылевом налете на верхней пленке, и после высыхания воды дождя или росы эта грязь группируется в непрозрачные пятна, которые могут очень заметно уменьшить КПД коллектора. Но с другой стороны, есть несколько несложных способов удалять эту грязь после дождя.
* Из воды тоже выпадает много грязи в виде мелких хлопьев на поверхности воды или крупных хлопьев на дне. Эти выпадения усиливаются из-за нагрева воды.
* Также накапливается «белый налет» (на верху 1-й и низу 2-й пленки), который заметно снижает КПД. Он прикрепляется к пленкам очень прочно, т.е. потоком воды не удаляется (и щеткой он оттирается с большим трудом и не полностью). Возможно, это выпадение солей из нагретой воды, возможно, это последствия разложения полиэтиленовых пленок.
* Часть грязи в коллекторе может быть объяснена продуктами разложения полиэтилена вследствие УФ-радиации и высокой температуры. Обычно полиэтилен разлагается на перекись водорода, альдегиды и кетоны. В основном, это газы или жидкости, хорошо растворимые в воде. т.е. в осадок они вроде бы не должны выпадать.
* КПД коллектора также снижается из-за большого количества газовых пузырьков (диаметром до нескольких миллиметров на верху 1-й и низу 2-й пленки), которые выделяются при нагреве воды (При нагреве уменьшается растворимость газов в воде). Интересно, что при расположении коллектора на земле на его 1-й пленке пузырьков практически нет (но они есть на низу 2-й)
* Под 2-й пленкой могут образовываться большие пузыри, а также воздух в складках. Эти участки быстро запотевают, и это уменьшает КПД.
* На краях коллектора 2-я пленка может не прилегать к воде: на таких участках низ запотевает и поэтому плохо пропускает солнечную радиацию.
* В 3-пленочных коллекторах могут быть запотевания низа 3-й пленки. Это случается при неправильной установке 2-й пленки (из-за чего пар из коллектора может проникать под 3-ю пленку) или из-за её повреждений. В таких случаях нужно устанавливать 3-ю пленку так, чтобы ветер слегка вентилировал пространство между нею и 3 слоем.

Загрязнение воды коллекторов из-за разложения полиэтиленовых пленок

Это разложение будет из-за одновременного воздействия кислорода воздуха, ультрафиолетовой солнечной радиации и температуры 50-60 град. Полиэтилен разлагается на альдегиды, кетоны, перекись водорода и др.
При нагреве в коллекторе каждого 1 куб. м воды его полиэтиленовые пленки будут выделять порядка 1 г продуктов разложения (На 1 кв. м коллектора приходится около 100 г 1-й и 2-й пленок, и за время своей службы они выделят, по очень приблизительным оценкам, около 10 г «продуктов разложения» и нагреют порядка 10 куб. м воды). Но непонятно, сколько из этих 1 мг/ литр перейдет в воду, а сколько улетит в атмосферу, выпадет в осадок на дне коллектора и бака горячей воды, перейдет в тот «белый налет» (о котором я говорил в предыдущем тексте), не выйдет за пределы массы полиэтилена
Кроме того, непонятно благоприятное влияние на очистку воды вследствие ее пребывания и нагрева в коллекторе (а там из нее выпадает очень много осадка), а также вследствие пребывания в баке горячей воды. Таким образом, по приблизительным оценкам, в воду поступит 0,1-0.5 мг / литр продуктов разложения полиэтилена, которые распределятся между десятками хим. веществ с концентрациями по 0.001-0,1 мг на литр нагреваемой воды. Поскольку это недалеко от ПДК вредных веществ, консультация с СЭС лишней не будет. Например, согласно стандарту ГН 2.1.5.689-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»:
– Есть ограничения по 13 шт. альдегидов – ПДК от 0,003 мг / литр до 1 мг / литр, например, ПДК формальдегида – 0.05 мг / литр, а самые жесткие требования к бензальдегиду – 0.003 мг / литр
– ПДК перекиси водорода – 0,1 мг / литр
– По 3 шт. экзотических кетонов тоже есть ограничения с ПДК 0,1-1,0 мг / литр

Выводы:

1) Если вода «застоялась» коллекторах, то концентрация «продуктов разложения» в ней будет в разы или десятки раз больше. Возможно, такую воду лучше выбрасывать.
2) Желательно использовать более тонкие пленки (они будут давать меньше «продуктов разложения»).
3) Пленки желательно как можно стабилизированные. Например, тепличная предпочтительнее обычной (не подкрашенной) полиэтиленовой, она стабилизируется против воздействия УФ-радиации. Другой пример: полиэтилен высокой плотности медленнее разлагается из-за высокой температуры, чем низкой плотности.
4) Отношение площади коллекторов к потребности объекта (в горячей воде) желательно как можно меньше. Т.е., например, при суточной потребности 10 куб. м горячей воды, станция с 50 кв.м. коллекторов дает загрязнение (концентрация вредных веществ) воды в десятки раз меньше, чем станция с 500 кв.м. коллекторов, в том числе и из-за более низкой температуры нагрева воды коллекторами, что уменьшает скорость разложения полиэтилена.
5) Если 2-я пленка коллекторов будет черная (а не прозрачная), то загрязнение воды должно быть в разы меньше (поскольку УФ-излучение проникает только в верхний слой 2-й пленки).
6) Можно подумать над таким вариантом работы солнечной станции, когда коллекторы нагревают
техническую воду, которая затем передает свое тепло через теплообменник чистой воде ГВС.

Какую лучше применять пленку для сбора солнечного тепла – черную или прозрачную?

Оптический кпд заметно уменьшается из-за воздушных пузырьков и запотевания второго слоя пленки коллектора. это к тому, что кпд реально эксплуатируемого устройства по всему сроку эксплуатации окажется на несколько десятков процентов меньше. Поэтому не имеет смысла стремиться к дорогим пленкам с большой долговечностью, поскольку за несколько месяцев эксплуатации на них накопится столько грязи, что пленки захочется заменить. Из-за таких проблем с разнообразной грязью склоняемся к тому, что 2 пленка должна быть все таки непрозрачной, а черной.

У этого коллектора черная пленка и нет радикального уменьшения кпд из-за грязи. Но у него есть проблема – солнце нагревает только тонкий верхний слой воды. Тем не менее существует несколько вариантов решения проблемы, которые будут получены после исследований.

Важно иметь ввиду что ветер увеличивает коэффициент теплопотерь примитивных коллекторов, а в случае однопленочного это влияние ветра может быть радикальным, так как увеличиваются потери тепла из коллектора вследствие испарения воды и может дойти до того, что даже в идеально солнечный день, но при сильном ветре и низкой влажности 1-пленочный сможет нагреть воду только на несколько градусов выше температуры окружающего воздуха. Кроме этого коэффициент к1 нужно увеличить на несколько десятков процентов, если под коллектором нет теплоизоляции и он лежит непосредственно на земле, на поверхности крыши и тому подобное.

Во 2 серии этого фильма сравниваются примитивные и заводские коллекторы по темам работы зимой, простоте подключения, экономической целесообразности, областям применения на практике.

Вторая часть (о работе зимой)


3, 4 серии (техобслуживание)


– Эксперимент с заливкой воды в рукав полиэтиленовой пленки:

Солнечный коллектор – это альтернативный источник получения тепловой энергии за счёт использования солнечной. Сейчас это удобное приспособление уже не новшество, но позволить себе его установку может далеко не каждый. Если подсчитать, покупка и монтаж коллектора, который удовлетворит бытовые нужды среднестатистической семьи, могут обойтись в пять тысяч американских долларов. Само собой, окупаемости такого источника придется ждать довольно долго. Но почему бы не сделать солнечный коллектор своими руками и установить его?

Стандартное устройство имеет вид металлической пластины, которая помещена в пластмассовый или стеклянный корпус. Поверхность этой пластины аккумулирует солнечную энергию, задерживает тепло и передаёт его для различных бытовых нужд: отопление, подогрев воды и т.д. Интегрированные коллекторы бывают нескольких видов.

Накопительные

Накопительные коллекторы ещё называют термосифонными. Такой солнечный коллектор своими руками без насоса получается наиболее выгодным. Его возможности позволяют не только подогревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне некоторое время.

Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые находятся в теплоизоляционном ящике. Баки накрыты стеклянной крышкой, через которую пробиваются солнечные лучи и подогревают воду. Этот вариант наиболее экономичен, прост в эксплуатации и в обслуживании, но его эффективность в зимнее время практически равна нулю.

Плоские

Ппредставляет собой большую металлическую пластину – абсорбер, который находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор своими руками будет более эффективен при использовании именно крышки из стекла. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает.

Внутри ящика присутствует термоизоляция, что позволяет значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому она покрыта аморфным полупроводником, который значительно увеличивает показатель аккумуляции тепловой энергии.

При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками, часто отдают предпочтение именно плоскому интегрированному устройству. Впрочем, он не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для домашних нужд и отопление помещения. Плоский – самый широко используемый вариант. Абсорбер для солнечного коллектора своими руками предпочтительно делать из меди.

Жидкостные

Из названия понятно, что главным теплоносителем в них выступает именно жидкость. Водяной солнечный коллектор своими руками делается по следующей схеме. Через поглощающую солнечную энергию металлическую пластину, тепло передаётся по прикрепленным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или прямо к потребителю.

К пластине подходят две трубы. Через одну из них подаётся холодная вода из бака, а через вторую в бак поступает уже подогретая жидкость. У труб обязательно должны присутствовать отверстия входа и выхода. Такую схему подогрева называют замкнутой.

Когда же подогретая вода напрямую подаётся для удовлетворения нужд пользователя – такую систему называют разомкнутой.

Неостекленные чаще применяются для нагрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует закупки дорогих материалов – сгодится резина и пластмасса. У остекленных КПД выше, поэтому они способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой.

Воздушные

Воздушные устройства экономичнее вышеперечисленных аналогов, использующих воду в качестве теплоносителя. Воздух не замерзает, не подтекает и не кипит как вода. Если в такой системе происходит утечка, она не приносит столько проблем, однако определить где она произошла довольно сложно.

Самостоятельное изготовление не обходится потребителю дорого. Солнцеприемная панель, которая накрывается стеклом, нагревает воздух, который находится между ней и теплоизоляционной пластиной. Грубо говоря, это плоский коллектор, имеющий внутри пространство для воздуха. Внутрь поступает холодный воздух и под действием солнечной энергии подаётся потребителю тёплый.

Вентилятор, который крепится в воздуховод или непосредственно на пластину, улучшает циркуляцию и улучшает воздухообмен в устройстве. Для работы вентилятора требуется использование электричества, что не очень-то экономно.

Такие варианты долговечны и надёжны и обслуживать их проще, чем устройства, которые используют жидкость в качестве теплоносителя. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для отопления теплицы солнечным коллектором подойдёт как раз такой вариант.

Как это работает

Коллектор собирает энергию с помощью светонакопителя или, другим словами, солнцеприемной панели, которая пропускает свет к аккумулирующей металлической пластине, где солнечная энергия преобразуется в тепловую. Пластина передает тепло теплоносителю, которым может быть как жидкость, так и воздух. Вода отправляется по трубам к потребителю. С помощью такого коллектора можно отопить жилище, нагреть воду для различных домашних целей или бассейна.

Воздушные коллекторы используются, в основном для отопления помещения или подогрева воздуха внутри него. Экономия при использовании таких устройств очевидна. Во-первых, не нужно использовать какое-либо топливо, а во-вторых, снижается потребление электроэнергии.

Для того чтобы получить максимальный эффект от использования коллектора и бесплатно подогревать воду на протяжении семи месяцев в году, он должен иметь большую поверхность и дополнительные теплообменные устройства.

Инженер Станислав Станилов представил миру самую универсальную конструкцию солнечного коллектора. Основной идеей использования разработанного им устройства является получение тепловой энергии за счет создания парникового эффекта внутри коллектора.

Конструкция коллектора

Конструкция этого коллектора очень проста. По сути, это солнечный коллектор из стальных труб, сваренных в радиатор, который помещён в деревянный контейнер, защищённый теплоизоляцией. В качестве теплоизоляционного материала могут выступать минеральная вата, пенопласт, понополистирол.

На дно коробки кладется оцинкованный металлический лист, на который монтируется радиатор. И лист, и радиатор окрашиваются в чёрный, а сама коробка покрывается белой краской. Разумеется, контейнер накрывается стеклянной крышкой, которая хорошо герметизируется.

Материалы и детали для изготовления

Для сооружения такого самодельного солнечного коллектора для отопления дома понадобится:

  • стекло, которые будет служить в качестве крышки. Размер его будет зависеть от габаритов короба. Для хорошей эффективности лучше подбирать стекло размером 1700 мм на 700 мм;
  • рама под стекло – её можно сварить самостоятельно из уголков или сколотить из деревянных планок;
  • доска для короба. Тут можно использовать любые доски, даже с разборки старой мебели или дощатого пола;
  • прокатный уголок;
  • соединительная муфта;
  • трубы для сборки радиатора;
  • хомуты для крепления радиатора;
  • лист оцинкованного железа;
  • приёмная и выпускная труба радиатора;
  • бак объемом 200−300 литров;
  • аквакамера;
  • теплоизоляция (листы пенопласта, пенополистирола, мин. вата, эковата).

Этапы работ

Этапы изготовления коллектора Станилова своими руками:

  1. Из досок сколачивается контейнер, дно которого укрепляется брусьями.
  2. На дно укладывается теплоизолятор. Основание должно быть особенно тщательно утеплено, чтобы избежать утечки тепла у теплообменника.
  3. После на дно короба устраивают оцинкованную пластину и устанавливают радиатор, который сваривается из труб, и закрепляют его стальными хомутами.
  4. Радиатор и лист под ним окрашиваются в черный цвет, а короб – в белый или серебристый.
  5. Бак с водой должен быть установлен под коллектором в теплом помещении. Между ёмкостью для воды и коллектором нужно устроить теплоизоляцию, чтобы трубы находились в тепле. Бак можно поместить в большую бочку, в которую можно засыпать керамзит, песок, опилки и т.д. и таким образом утеплить.
  6. Над баком нужно установить аквакамеру для того чтобы в сети создавалось давление.
  7. Монтаж солнечного коллектора своими руками нужно осуществлять на южной стороне кровли.
  8. После того как все элементы системы готовы и установлены, нужно соединить их в сеть полудюймовыми трубами, которые должны быть хорошо утеплены, дабы уменьшить теплопотери.
  9. Неплохо будет соорудить и контроллер для солнечного коллектора своими руками, так как заводские устройства эксплуатируются недолго.

Расчет размеров

Расчёт размеров для того чтобы изготовить солнечный коллектор для отопления своими руками, прежде всего, направлен на определение нагрузки системы теплоснабжения, покрытие которой берет на себя это устройство. Само собой, что подразумевается использование нескольких источников энергии в комплексе, а не только энергии солнца. В этом деле важно расположить систему таким образом, чтобы она взаимодействовала с другими – тогда это даст максимальный эффект.

Для определения площади коллектора нужно знать, для каких целей он будет использоваться: отопление, подогрев воды или и того, и другого. Проанализировав данные водомера, потребностей в обогреве и данные инсоляции местности, в которой планируется установка, можно высчитать площадь коллектора. К тому же, надо учесть потребности в горячей воде всех потребителей, которые планируется подключить к сети: стиральной машины, посудомоечной машины и т.д.

Селективное покрытие выполняет едва ли не самую основную функцию в работе коллектора. Пластина или радиатор с нанесённым покрытием притягивают в разы больше солнечной энергии, превращая её в тепло. Можно приобрести специальный химикат в качестве селективного покрытия, а можно просто окрасить теплонакопитель в чёрный цвет.

Чтобы сделать селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, можно применить:

  • специальный готовый химикат;
  • оксиды разных металлов;
  • тонкий теплоизоляционный материал;
  • чёрный хром;
  • селективную краску для коллектора;
  • чёрную краску или пленку.

Коллекторы из подручных материалов

Собрать солнечный коллектор для отопления дома своими руками и дешевле и интереснее, ведь изготовить его можно из различных подручных материалов.

Из металлических труб

Этот вариант сборки походит на коллектор Станилова. При сборке солнечного коллектора из медных труб своими руками, из труб варится радиатор и помешается в деревянный короб, проложенный изнутри теплоизоляцией.

Наиболее эффективными будут медные трубы, алюминиевые тоже можно использовать, но их тяжело варить, а вот стальные – наиболее удачный вариант.

Такой самодельный коллектор не должен быть чересчур большим, чтобы его было легко собрать и монтировать. Диаметр труб на солнечные коллектора для сварки радиатора должен быть меньше, чем у труб для ввода и вывода теплоносителя.

Из пластиковых и металлопластиковых труб

Как сделать солнечный коллектор своими руками, имея в домашнем арсенале пластиковые трубы? Они менее эффективны в качестве теплонакопителя, однако в разы дешевле меди и не коррозируют как сталь.

Трубы выкладываются в короб по спирали и закрепляются хомутами. Их можно покрыть черной или селективной краской для большей эффективности.

С укладкой труб можно экспериментировать. Так как трубы плохо гнутся, их можно укладывать не только по спирали, а и зигзагом. Среди преимуществ, пластиковые трубы легко и быстро поддаются пайке.

Из шланга

Чтобы сделать солнечный коллектор для душа своими руками понадобится резиновый шланг. Вода в нем нагревается очень быстро, поэтому его тоже можно использовать в качестве теплообменника. Это самый экономичный вариант при изготовлении коллектора своими руками. Шланг или полиэтиленовая труба укладывается в короб и прикрепляется хомутами.

Так как шланг скручен по спирали, в нем не будет происходить естественная циркуляция воды. Чтобы использовать в данной системе ёмкость для накопления воды, необходимо оснастить её циркуляционным насосом. Если это дачный участок и горячей воды уходит немного, то того её количества, которое буде поступать в трубу, может оказаться достаточно.

Из банок

Теплоносителем солнечного коллектора из алюминиевых банок выступает воздух. Банки соединяются между собой, образуя трубу. Чтобы сделать солнечный коллектор из пивных банок нужно обрезать днище и верх каждой банки, состыковать их между собой и склеить герметиком. Готовые трубы помещаются в деревянный короб и накрываются стеклом.

В основном, воздушный солнечный коллектор из пивных банок используют для устранения сырости в подвале или для обогрева теплицы. В качестве теплонакопителя можно использовать не только пивные банки, а и пластиковые бутылки.

Из холодильника

Солнечные водогрейные панели своими руками можно соорудить из непригодного холодильника или радиатора старого авто. Конденсатор, извлеченный из холодильника, надо хорошо промыть. Горячую воду, полученную таким способом, лучше использовать только для технических целей.

На дно короба расстилается фольга и резиновый коврик, потом на них укладывается конденсатор и закрепляется. Для этого можно применить ремни, хомуты, либо то крепление, которым он был прикреплен в холодильнике. Для создания давления в системе не помешает установить над баком насос или аквакамеру.

Видео

Вы узнаете, как сделать солнечный коллектор своими руками, из следующего видео.

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

Выработанная энергия применяется для:

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

Принцип работы и область применения

Принцип действия

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

Циркуляция его может быть естественной и принудительной.

Коллекторы используются в различных странах с любым климатом.

Область применения их достаточно велика:

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

Преимущества и недостатки

Коллекторы имеют большой ряд преимуществ, к ним можно отнести:

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

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

Виды

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

Плоский коллектор


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

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

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

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

Трубчатый (вакуумированный)

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

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

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

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

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

Как сделать своими руками?


Устройство коллектора

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

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

Необходимые материалы и инструменты

Материалы:

  1. Конденсатор, снятый со старого холодильника.
  2. Брусья из дерева, 5/5 см.
  3. Резиновый коврик.
  4. Стекло (подойдет от оконной рамы).
  5. Лист фольги.
  6. Шурупы, гвозди.
  7. Скотч.

Инструменты:

  1. Молоток.
  2. Шуруповерт.

Перед проведением работ, змеевик от холодильника необходимо промыть с использованием моющего средства и проточной воды. Это надо для его очищения от фреонового масла.


Для увеличения эффективности самодельного коллектора, можно использовать автомобильный радиатор, заменив им конденсатор.

Испытания показали, что этот агрегат способен за два часа работы нагреть около 20 литров воды на 20 градусов. Температура окружающей среды при эксперименте составляла +25 градусов Цельсия.

Конечно, такое устройство имеет низкое КПД и вероятность выхода из строя из-за завоздушивания теплообменника, но тем не менее, оно приносит определенную пользу.

Поскольку, солнечные коллекторы имеют эффективность, которая зависит от отражающей способности и поглощающей особенности материала, для увеличения этих особенностей были придуманы специальные покрытия.

Каждое из них подходит к определенному материалу, на который они будут наноситься. Есть покрытия для меди, алюминия и др. Нанесение их осуществляется довольно сложным способом, поэтому они не имеют широкого доступа.


  1. При выборе коллектора надо учитывать , что вакуумные его модели более хрупкие по сравнению с плоскими, но при повреждениях значительно проще починить первый вариант. Для этого потребуется всего лишь заменить вышедшие из строя трубки, когда как в плоском придется заменить всю абсорбирующую систему;
  2. Мощности , вырабатываемой с помощью одного коллектора, хватит для отопления нескольких жилых комнат и подогрева воды.
  3. Срок службы коллектора составляет до 30 лет. Но при покупке этого аппарата нужно учитывать, что вакуумный тип менее долговечен, по сравнению с другими.
  4. Установить это оборудование можно самостоятельно , используя инструкцию, которая прилагается к устройству. Процесс этот довольно трудоемкий и нелегкий, но позволяет сэкономить на затратах, необходимых для привлечения специалистов.

Различные солнечные коллекторы появились на рынке достаточно давно. Это устройства, использующие энергию солнца для нагрева воды на домашние нужды. Но приобрести популярность среди пользователей им мешает высокая стоимость, это беда всех альтернативных источников энергии. Например, общие затраты на приобретение и монтаж установки, что обеспечит нужды средней семьи, составят 5000$. Но выход есть: можно сделать солнечный коллектор своими руками из доступных по цене материалов. Какими способами это реализовать, будет рассказано в данном материале.

Как работает солнечный коллектор?

Принцип действия коллектора основан на поглощении (абсорбции) тепловой энергии солнца специальным приемным устройством и передачей его с минимальными потерями теплоносителю. В качестве приемника используются медные или стеклянные трубки, окрашенные в черный цвет.

Ведь известно, что лучше всего абсорбируют тепло предметы, имеющие темную или черную окраску. Теплоносителем чаще всего выступает вода, иногда – воздух. По конструкции солнечные коллекторы для отопления дома и горячего водоснабжения бывают таких видов:

  • воздушные;
  • водяные плоские;
  • водяные вакуумные.

Среди прочих воздушный солнечный коллектор отличается простотой конструкции и, соответственно, самой низкой ценой. Он представляет собой панель – приемник солнечной радиации из металла, заключенный в герметичный корпус. Стальной лист для лучшей теплоотдачи снабжен с задней стороны ребрами и уложен на дно с тепловой изоляцией. Спереди установлено прозрачное стекло, а по бокам корпуса имеются проемы с фланцами для подключения воздуховодов или других панелей, как показано на схеме:

Воздух, поступающий через проем с одной стороны, проходит между стальными ребрами и, получив от них тепло, выходит с другой.

Надо сказать, что установка солнечных коллекторов с нагревом воздуха имеет свои особенности. Из-за их невысокой эффективности для обогрева помещений нужно применять несколько подобных панелей, объединенных в батарею. Кроме того, обязательно понадобится вентилятор, поскольку нагретый воздух из коллекторов, находящихся на кровле, самостоятельно вниз не пойдет. Принципиальная схема воздушной системы показана ниже на рисунке:

Простое устройство и принцип работы позволяют выполнять изготовление коллекторов воздушного типа своими руками. Но потребуется много материала для нескольких коллекторов, а подогреть воду с их помощью все равно не получится. По этим причинам домашние умельцы предпочитают заниматься водяными нагревателями.

Конструкция плоского коллектора

Для самостоятельного изготовления наибольший интерес представляют плоские солнечные коллекторы, предназначенные для нагрева воды. В корпусе из металла или алюминиевого сплава прямоугольной формы размещен тепловой приемник — пластина с запрессованным в ней змеевиком из медной трубки. Приемник выполняется из алюминия или меди, покрытой абсорбционным слоем черного цвета. Как и в предыдущем варианте, снизу пластина отделена от дна слоем теплоизоляционного материала, а роль крышки играет прочное стекло или поликарбонат. Ниже на рисунке изображено устройство солнечного коллектора:

Пластина черного цвета поглощает тепло и передает его теплоносителю, движущемуся по трубкам (вода или антифриз). Стекло выполняет 2 функции: пропускает к теплообменнику солнечную радиацию и служит защитой от осадков и ветра, снижающих производительность нагревателя. Все соединения выполнены герметично, чтобы внутрь не попадала пыль и стекло не теряло прозрачности. Опять же, тепло солнечных лучей не должно выветриваться наружным воздухом через щели, от этого зависит эффективная работа солнечного коллектора.

Данный вид – самый популярный среди покупателей из-за оптимального соотношения цена — качество, а среди домашних мастеров — по причине относительно несложной конструкции. Но применять такой коллектор для отопления можно лишь в южных регионах, с понижением температуры наружного воздуха его производительность значительно падает из-за высоких тепловых потерь через корпус.

Устройство вакуумного коллектора

Еще один вид водяных солнечных нагревателей изготавливается с применением современных технологий и передовых технических решений, а потому относится к высокой ценовой категории. Таких решений в коллекторе реализовано два:

  • тепловая изоляция с помощью вакуума;
  • использование энергии парообразования и конденсации вещества, кипящего при низкой температуре.

Идеальный вариант защитить абсорбер для коллектора от тепловых потерь – это заключить его в вакуум. Медная трубка, наполненная хладагентом и покрытая абсорбирующим слоем, помещена внутрь колбы из прочного стекла, воздух из пространства между ними откачан. Концы медной трубки входят в трубу, через которую протекает теплоноситель. Что происходит: хладагент под воздействием солнечных лучей закипает и обращается в пар, он поднимается по трубке вверх и от соприкосновения с теплоносителем сквозь тонкую стенку снова переходит в жидкость. Ниже показана рабочая схема коллектора:

Фокус в том, что в процессе превращения в пар вещество поглощает гораздо больше тепловой энергии, чем при обычном нагреве. Удельная теплота парообразования любой жидкости выше, нежели ее удельная теплоемкость, а потому вакуумные солнечные коллекторы весьма эффективны. Конденсируясь в трубе с проточным теплоносителем, хладагент передает ему всю теплоту, а сам стекает вниз за новой порцией энергии солнца.

Благодаря своему устройству вакуумные нагреватели не боятся низких температур и сохраняют свою работоспособность даже на морозе, а потому могут применяться в северных регионах. Интенсивность нагрева воды в этом случае ниже, чем летом, так как зимой на землю поступает меньше тепла от солнца, часто мешает облачность. Понятно, что изготовить стеклянную колбу с откачанным воздухом в домашних условиях просто нереально.

Примечание. Существуют вакуумные трубки для коллектора, заполняемые напрямую теплоносителем. Их недостаток – последовательное подключение, при выходе из строя одной колбы придется менять весь водонагреватель.

Как изготовить солнечный коллектор?

Прежде чем приступить к работе, следует определиться с габаритами будущего водогрейного аппарата. Произвести точный расчет площади теплообмена непросто, многое зависит от интенсивности солнечного излучения в данном регионе, расположения дома, материала нагревательного контура и так далее. Правильным будет сказать, что чем больше тепловой коллектор, тем лучше. Однако, его размеры наверняка ограничиваются местом, где планируется его устанавливать. Значит, надо исходить из площади этого места.

Корпус проще всего изготовить из древесины, проложив на дно слой пенопласта или минеральной ваты. Также для этой цели удобно использовать створки старых деревянных окон, где сохранилось хотя бы одно стекло. Выбор материала для приемника тепла неожиданно широк, чего только не используют мастера-умельцы, чтобы собрать коллектор. Вот перечень популярных вариантов:

  • тонкостенные медные трубки;
  • различные полимерные трубы с тонкими стенками, желательно черного цвета. Хорошо подойдет полиэтиленовая РЕХ труба для водопровода;
  • трубки из алюминия. Правда, соединять их сложнее, чем медные;
  • стальные панельные радиаторы;
  • черный садовый шланг.

Примечание. Кроме перечисленных, существует масса экзотических версий. Например,воздушный солнечный коллектор из пивных банок или пластиковых бутылок. Подобные прототипы отличаются оригинальностью, но требуют значительного вложения труда при сомнительной отдаче.

В собранный деревянный корпус или старую оконную створку с приделанным дном и уложенным утеплителем надо поместить металлический лист, накрывающий всю площадь будущего нагревателя. Хорошо, если найдется лист алюминия, но подойдет и тонкая сталь. Ее необходимо окрасить в черный цвет, а затем уложить трубы в виде змеевика.

Без сомнения, коллектор для нагрева воды лучше всего получится из медных труб, они отлично передают тепло и прослужат долгие годы.Змеевик плотно прикрепляется к металлическому экрану скобами или любым другим доступным способом, наружу выводятся 2 штуцера для подачи воды.

Поскольку это плоский, а не вакуумный коллектор, то поглотитель тепла нужно закрыть сверху светопрозрачной конструкцией – стеклом или поликарбонатом. Последний легче обрабатывается и надежнее в эксплуатации, не разобьется от ударов града.

После сборки солнечный коллектор надо установить на место и подключить к накопительному баку для воды. Когда позволяют условия монтажа, то можно организовать естественную циркуляцию воды между баком и нагревателем, в противном случае в систему включается циркуляционный насос.

Заключение

Осуществлять отопление дома солнечными коллекторами, сделанными своими руками, – привлекательная перспектива для многих домовладельцев. Жителям южных районов этот вариант более доступен, только придется заполнить систему антифризом и как следует утеплить корпус. На севере самодельный коллектор поможет нагреть воду на хозяйственные нужды, но для обогрева дома его не хватит. Сказывается холод и короткий световой день.

Воздушный солнечный коллектор для отопления дома своими руками

Как выполнить солнечный коллектор

Разные солнечные коллекторы возникли на рынке очень много давно. Это устройства, которые применяют солнечную энергию чтобы нагреть воду на бытовые нужды. Но получить востребовательность среди клиентов им мешает большая цена, это беда всех экологически чистых источников энергии. К примеру, общие расходы на покупку и процесс установки установки, что обеспечит нужды средней семьи, составят 5000$. Но решение нашлось: можно создать солнечный коллектор собственными руками из доступных по стоимости материалов. Какими способами это осуществить, будет рассказано в этом материале.

Как не прекращает работу солнечный коллектор?

Рабочий принцип коллектора построен на поглощении (абсорбции) тепловой солнечной энергии специализированным приемным устройством и передачей его с небольшими потерями тепловому носителю. В качестве приемника применяются медные или трубки из стекла, покрашенные в черный цвет.

Ведь известно, что прекраснее всего абсорбируют тепло предметы, имеющие темную или черную окраску. Носителем тепла очень часто выступает вода, порой – воздух. По конструкции солнечные коллекторы для отапливания дома и горячего водообеспечения бывают подобных видов:

  • воздушные;
  • водяные плоские;
  • водяные вакуумные.

Среди других воздушный солнечный коллектор выделяется конструктивной простотой и, исходя из этого, самой небольшой стоимостью. Он собой представляет панель – приемник радиации солнца из металла, заключенный в герметичный корпус. Лист стали для лучшей отдачи тепла снабжен с задней стороны ребрами и уложен на днище с теплоизоляцией. В передней части установлено прозрачное стекло, а по обоим бокам корпуса есть проемы с фланцами для подсоединения воздушных каналов или других панелей, как показано на схеме:

Воздух, поступающий через проем с одной стороны, проходит между стальными ребрами и, получив от них тепло, выходит со второй.

Нужно сказать, что установка солнечных коллекторов с нагревом воздуха имеет собственные специфики. Из-за их низкой эффективности для обогревания помещений необходимо использовать несколько аналогичных панелей, соединенных в батарею. Также, обязательно потребуется вентилятор, так как воздух который нагрелся из коллекторов, присутствующих на кровле, своими силами вниз не пойдёт. Важная схема воздушной системы показана ниже на рисунке:

Обычное устройство и рабочий принцип дают возможность исполнять изготовление коллекторов воздушного типа собственными руками. Но понадобится много материала для нескольких коллекторов, а разогреть воду при их помощи все равно не выйдет. В связи с этими причинами домашние мастера любят заниматься водяными нагревателями.

Конструкция плоского коллектора

Для самостоятельного изготовления самый большой интерес представляют плоские солнечные коллекторы, предназначающиеся для нагрева воды. В металлическом корпусе или сплава алюминия четырехугольной формы размещен тепловой приемник — пластина с запрессованным в ней змеевиком из медной трубки. Приемник делается из алюминия или меди, покрытой поглощательным слоем черного цвета. Как и в прошлом варианте, снизу пластина отгорожена от дна слоем материала для теплоизоляции, а роль крышки играет крепкое стекло или поликарбонатный материал. Ниже на рисунке нарисовано устройство солнечного коллектора:

Пластина черного цвета поглощает тепло и передает его тепловому носителю, двигающемуся по трубкам (вода или антифриз). Стекло исполняет 2 функции: пропускает к теплообменному аппарату радиацию солнца и служит защитой от осадков и ветра, уменьшающих продуктивность нагревателя. Все соединения выполнены герметично, чтобы в середину не попадала пыль и стекло не теряло светопроницаемости. Снова же, тепло лучей солнца не должно выветриваться наружным воздухом через щели, от этого может зависеть производительная работа солнечного коллектора.

Этот вид – очень распространенный среди потребителей из-за хорошего соотношения цена — качество, а среди домашних умельцев — из-за причины относительно несложной конструкции. Но использовать такой коллектор для отапливания можно только на юге, с уменьшением температуры воздуха снаружи его продуктивность существенно падает из-за высоких потерь тепла через корпус.

Устройство вакуумного коллектора

Еще 1 вид водяных солнечных нагревателей делается с использованием новейших технологий и авангардных технических решений, а поэтому относится к высокой категории цен. Подобных решений в коллекторе реализовано два:

  • теплоизоляция при помощи вакуума;
  • применение энергии парообразования и конденсации вещества, кипящего при отрицательной температуре.

Замечательный вариант обезопасить абсорбер для коллектора от потерь тепла – это заключить его в вакуум. Медная трубка, наполненная хладагентом и покрытая абсорбирующим слоем, помещена в середину колбы из крепкого стекла, воздух из пространства между ними откачан. Концы медной трубки входят в трубу, через какую течет тепловой носитель. Что происходит: хладагент под лучами солнца закипает и обращается в пар, он подымается по трубке вверх и от соприкасания с носителем тепла сквозь тонкую стенку опять переходит в жидкость. Ниже показана рабочая схема коллектора:

Фокус в том, что в процессе превращения в пар вещество поглощает намного больше энергии тепла, чем при простом нагреве. Удельная теплота парообразования любой жидкости выше, чем ее удельная теплоемкость, а поэтому вакуумные солнечные коллекторы очень продуктивны. Конденсируясь в трубе с проточным носителем тепла, хладагент передает ему всю теплоту, а сам течет вниз за новой порцией солнечной энергии.

Благодаря собственному устройству вакуумные нагреватели не боятся невысоких температур и берегут собственную трудоспособность даже на морозе, а поэтому используют на севере. Интенсивность водонагрева в данном случае меньше, чем летом, так как в зимний период на землю поступает меньше тепла от солнечных лучей, часто мешает облачность. Ясно, что сделать колбу из стекла с откачанным воздухом дома просто невозможно.

Примечание. Есть вакуумные трубки для коллектора, заполняемые прямо носителем тепла. Их минус – методичное подключение, при поломке одной колбы понадобится менять весь бойлер.

Как сделать солнечный коллектор?

Перед тем как начать работу, необходимо сформироваться с размерами грядущего водонагревательного аппарата. Сделать правильный расчет площади теплопередачи сложно, многое зависит от интенсивности излучения солнца в этом регионе, размещения дома, материала нагревательного контура и так дальше. Правильным будет сказать, что чем больше тепловой коллектор, тем лучше. Однако, его габариты наверное обходятся местом, где предполагается его ставить. Значит, нужно исходить из площади данного места.

Корпус большого труда не составит сделать из древесины, проложив на днище слой пенополистирола или ваты на минеральной основе. Также для данной цели хорошо применять створки устаревших окон из дерева, где сбереглось хотя бы одно стекло. Выбор материала для приемника тепла внезапно широк, чего только не применяют мастера-умельцы, чтобы собрать коллектор. Вот список распространенных вариантов:

  • тонкостенные медные трубки;
  • разные полипропиленовые трубы с тонкими стенками, лучше всего черного цвета. Отлично подойдёт полиэтиленовая РЕХ труба для водомерного узла;
  • внешний трубный змеевик старого холодильника;
  • трубки из алюминия. Правда, объединять их труднее, чем медные;
  • радиаторы панельные из стали;
  • черный садовый шланг.

Примечание. Не считая указанных, есть много экзотических версий. К примеру,воздушный солнечный коллектор из пивных банок или бутылок из платика. Такие же прототипы выделяются необычностью, но просят существенного вложения труда при сомнительной отдаче.

В собранный корпус из дерева или старую оконную створку с приделанным дном и уложенным теплоизолятором нужно уместить лист металла, накрывающий всю территорию грядущего нагревателя. Отлично, если найдется лист алюминия, но подойдёт и тонкая сталь. Ее следует покрасить в черный цвет, а потом положить трубы в виде змеевика.

В не сомнения, коллектор чтобы нагреть воду прекраснее всего выйдет из труб сделанных из меди, они прекрасно передают тепло и будут служить долгое время.Полотенцесушитель плотно прикрепляется к металическому экрану скобками или любым остальным доступным способом, наружу выводятся 2 штуцера для водоподачи.

Так как это плоский, а не вакуумный коллектор, то поглотитель тепла необходимо закрыть сверху прозрачной конструкцией – стеклом или прозрачным пластиком. Заключительный легче отделывается и лучше в работе, не разобьется от ударов града.

После сборки солнечный коллектор нужно установить на место и присоединить к накопительному бачку для воды. Когда дают возможность условия монтажа, то можно организовать естественную движение воды по замкнутому контуру между бачком и нагревателем, в другом случае в систему включается циркулярный насос.

Заключение

Воплощать в жизнь домашнее отопление солнечными коллекторами, выполненными собственными руками, – симпатичная перспектива для большинства владельцев дома. Обитателям южных районов данный вариант более доступен, только придется заполнить систему антифризом и как необходимо утеплить корпус. На севере рукодельный коллектор сможет помочь подогреть воду на хознужды, но для обогревания дома его не хватит. Проявляется холод и короткий световой день.

Воздушный солнечный коллектор для отапливания дома

Воздушные коллекторы в зимнее время года уменьшают топливный расход (газа, электричества), на котором не прекращает работу котёл до 52%. Летом модуль не прекращает работу на поддержание влажностного климата и кондиционирование помещений.

Как устроен воздушный коллектор

Рабочий принцип построен на обычных физических законах. Лучи солнца проникая в атмосферу земли почти не отдают тепла. Нагрев воздуха происходит как только ультрафиолетовое излучение проникает на твёрдые поверхности. Под воздействием лучей солнца грунт и остальные предметы греются. Происходит теплообмен.

Устройство воздушных солнечных коллекторов применяет описанное явление, накопляя тепло и направляя его в пространство помещения. В конструкции присутствуют следующие детали:

  • корпус с тепловой изоляцией;
  • нижний экран, абсорбер;
  • отопительный прибор с накопляющими ребрами;
  • верхняя часть из силикатного стекла или поликарбонатного пластика.

В конструкцию коллектора входят вентиляторы. Главное предназначение: нагнетание воздуха который нагрелся в помещения для жилья. Во время работы вентиляторов формируется понудительная конвекция, благодаря которой холодные массы воздуха поступают в блок коллектора.

Принцип обогревания и его результативность

Абсорберы воздушных коллекторов выполняют черного цвета, для увеличения интенсивности нагрева под влиянием излучения солнца. Температура окружающей среды в коллекторе может достигать 70-80°С. Тепла с избытком хватает для настоящего обогревания помещений скромной площади.

Рабочий принцип воздухонагревателя следующий:

  • воздух закачивается с улицы в корпус коллектора принудительным способом;
  • в середине блока установлены абсорберы, отражающие тепло, поднимающие температуру в середине ящика до 70-80°С;
  • происходит нагрев воздуха;
  • разогретые массы воздуха принудительно нагнетаются в обогреваемого помещения.

В фабричных моделях обеспечение воздушной циркуляции выполняется с помощью вентиляторов, включенных к фотоэлектрическим панелям. Как только УФ излучение становится достаточно интенсивным, чтобы выработать определенное количество электрической энергии, турбины включаются. Коллекторы начинают работать на обогрев. В зимний период интенсивность излучения Солнечного света уменьшается.

Система солнечного воздушного обогревания возмещает около 30% требуемого для строения тепла. Полная окупаемость достигается на протяжении 2-3 лет. Если взять во внимание, что рабочий принцип связан с применением установки и для чистого воздуха, а на протяжении года формируется около 4000 кВт, правильность применения становится еще очевиднее.

В Европе большое распространение получило конструкторское решение «солнечная стенка». Конструкция состоит в следующем:

  • в здании одна из стен делается из накопляющего материала;
  • перед панелью ставится перегородка из стекла;
  • на протяжении дня тепло собирается, после этого отдается в пространство помещения ночью.

Для усиления конвекции, солнечный коллектор выполняется не на всю стенку. Вверху и внизу предполагают раздвигающиеся шторки.

Солнечный коллектор — водяной или воздушный

Как и из чего выполнить воздушный коллектор

Главное положительное качество солнечных воздухонагревателей, в простоте конструкции. Если появится желание можно создать рукодельное солнечное отопление воздушное приватного дома, потратив на это мало средств.

Для начала понадобится выполнить расчеты продуктивности, потом выбрать вид конструкции и подобрать материалы для производства. Корпус и абсорберы можно сделать из средств находящихся под рукой, значительно сэкономив бюджет.

Как выполнить расчёты коллектора

Вычисления делаются так:

  • каждый м? от площади коллектора даст 1,5 кВт/час энергии тепла, при условиях, что будет солнечная погода;
  • для настоящего обогревания помещения требуется 1 кВт энергии тепла на 10 м?.

Примерный расчет мощности покажет, что для отапливания дома для жилья на 100 м? следует установить коллекторы общей площадью 7-8 м?. Для оснащения самой большой продуктивности нужно определить сторону дома с самой большой интенсивностью излучения ультрафиолета. Опыт говорит, что хорошее место для установки — это кровельный скат или южная стенка строения.

Типы конструкции коллектора

Классификация выполняется по различиям корпуса коллекторов. Заводской воздухонагреватель в большинстве случаев имеет надувной каркас, с 2-мя снимающимися панелями. Если понадобится модуль легко убирается, разбирается и переносится в иное место. Выполнить собственными руками конструкцию надувного типа вряд ли выйдет.

Дома исполняют сборку неразборного корпуса. Это ящик из дерева с абсорбером, отопительным прибором и верхним прозрачным экраном. Во время изготовления применяют подручные средства: профилированый настил, металлические пивные банки, силикатное стекло.

Материалы для производства коллектора

Для нагнетания воздуха в обогреваемого помещения устанавливают 2-4 вентилятора. Подходят кулеры, снятые со старого компьютера.

Домашнее отопление солнечным коллектором, изготовленным собственными руками

Главной задачей солнечного коллектора считается переустройство получившейся от солнечных лучей энергии в электричество. Рабочий принцип и конструкция оборудования несложные, благодаря этому технически выполнить его легко. В основном, получившуюся энергию применяют для обогрева строений. Изготовление солнечного коллектора для отапливания дома собственными руками Начать надо с выбора всех деталей.

Домашнее отопление при помощи изменения энергии солнца в электрическую применяется, в основном, в качестве добавочного теплового источника, а не ключевого. С другой стороны, если установить конструкцию внушительной мощности, а все приборы в доме переделать под электричество, тогда можно обойтись только солнечным коллектором.

Но никогда не забывайте, что теплоснабжение при помощи солнечных коллекторов без добавочных источников тепла можно исключительно в южных регионах. При этом панелей должно быть довольно много. Их нужно располагать поэтому, чтобы на них не падала тень (к примеру, от деревьев). Разместить панели следует лицевой стороной по направлению, максимально освещаемом солнцем в течении дня.

Хоть сейчас есть много разновидностей подобных устройств, рабочий принцип у всех аналогичный. Каждая схема забирает энергию солнца и передаёт её потребителю, собой представляет контур с последовательным размещением приборов. Комплектующими, производящими электрическую энергию, являются фотоэлектрические панели или коллекторы.

Коллектор состоит из трубок, которые постепенно соединены со входным и отверстием для выхода. Также они могут размещаться в виде змеевика. В середине трубок находится техническая вода или смесь воды и антифриза. Порой они наполняются просто потоком воздуха. Циркуляция выполняется благодаря физическим явлениям, таким как исчезновение, изменение агрегатного состояния, давление и плотность.

Абсорберы исполняют функцию сбора солнечной энергии. Они имеют вид сплошной пластины металла чёрного цвета либо конструкции из большинства пластин, соединённых между собой трубками.

Для производства крышки корпуса применяют материалы с большой пропускной способностью света. Очень часто это либо акриловое стекло, либо закалённые виды силикатного стекла. Порой применяются полимеры, но изготовление коллекторов из пластика не рекомендуется. Это связывают с его большим расширением от нагревания солнцем. В результате может случиться разгерметизация корпуса.

Если система будет использоваться только осенью и весною, то в виде теплоносителя можно применять воду. Но в зимнее время её нужно поменять на смесь антифриза и воды. В традиционных конструкциях роль носителя тепла играет воздух, который двигается по каналам. Их можно создать из обыкновенного профилированного металлического листа.

Если коллектор нужно ставить для обогревания маленького строения, которое не подключено к независимой отопительной системе приватного дома или централизованным сетям, то подходит обычная система с одним контуром и ТЕНОМ в её начале. Схема обычная, но правильность её установки оспаривается, так как работать она будет только солнечным летом. Но для её функционирования не понадобятся циркулярные насосы и добавочные нагреватели.

При 2-ух контурах все намного проблематичнее, но кол-во дней, когда станет активно вырабатываться электрическая энергия, становится во много раз больше. При этом коллектор будет обрабатывать лишь один контур. Значительная часть нагрузки возлагается на одно устройство, которое не прекращает работу на электрической энергии или другом виде топлива.

Хоть продуктивность устройства зависит от численности солнечных деньков в году, а стоимость на него завышена, оно все равно пользуется огромной популярностью среди населения. Не меньше распространённым считается производство солнечных теплообменных аппаратов собственными руками.

Гелиосистемы классифицируются по самым разным параметрам. Однако в приборах, которые можно сделать своими руками, необходимо смотреть на вид носителя тепла. Подобные конструкции можно поделить на 2 типа:

  • применение разных жидкостей;
  • воздушные конструкции.

Первые используются очень часто. Они более производительные и дают возможность прямо присоединить коллектор к системе отопления. Также популярна классификация по температуре, в границах которой может функционировать устройство:

  1. 1.

    Работающие в низкотемпературном диапазоне. Эти приспособления способны подогреть тепловой носитель максимум до 50 градусов. Используются они для подогрева воды в кабинах для душа, ваннах, в кухонной комнате, для огородного полива, а еще для увеличения комфорта в осенний и весенний период.

  2. 2. Среднетемпературный диапазон. Могут подогреть тепловой носитель до 80 градусов. Они очень часто применяются для оснащения работы оборудования для отопления в личных домах.
  3. 3. Высокотемпературные. Применяются в производительных цехах и прочих зданиях коммерческого назначения. Способны обогревать тепловой носитель до 200—300 градусов.

Заключительный вид гелиосистем не прекращает работу благодаря очень сложному принципу передачи энергии солнца. Оборудованию требуется много свободного места. Если расположить его на даче за городом, тогда оно занимает доминирующую часть участка. Для изготовления энергии потребуется необходимое оборудование, благодаря этому выполнить подобную солнечную систему своими силами будет почти что нереально.

Производственный процесс солнечного обогревательного прибора собственными руками довольно интересный, а готовая конструкция принесёт немало пользы хозяину. Благодаря данному устройству можно избавится от проблемы обогревания помещений, водонагрева и прочих главных бытовых задач.

Как пример можно привести созидательный процесс устройства отопления, какое будет поставлять воду которая нагрелась в систему. Самым доступным вариантом производства солнечного коллектора считается применение в качестве главных материалов бруска из дерева и фанеры, а еще древесно-стружечных плит. Как альтернативу можно применять профили из алюминия и листы металла, однако они обходятся дороже.

Все материалы обязаны быть влагостойкими, другими словами соответсвовать требованиям применения на чистом воздухе. Качественно сделанный и установленый солнечный коллектор послужит от 20 до тридцати лет. Поэтому материалы должны содержать нужные характеристики эксплуатации для использования в течении полного периода. Если корпус сделан из древесины или древесно-стружечных плит, тогда для увеличения служебного срока его наполняют водно-полимерными эмульсиями и лаком.

Сопутствующие материалы для производства можно либо приобрести на рынке в свободном доступе, либо выполнить конструкцию из материалов которые всегда под рукой, которые отыщутся в любом хозяйстве. Благодаря этому основное, на что ориентироваться, — это стоимость материалов и деталей.

Чтобы сделать меньше теплопотери, на днище короба ложится материал для изоляции. Для него можно применять вспененный полимер, минвату и т. п. Сегодняшняя промышленность предоставляет широкий выбор разных теплоизоляторов. К примеру, прекрасным вариантом станет применение фольги. Она не только устранит теплопотерю, но и будет отображать лучи солнца, а это означает, повысит нагрев носителя тепла.

В случае применения пенополистирола или полистирола для теплоизоляции можно вырезать для трубок канавки и устанавливать их аналогичным образом. В основном, абсорбер крепится к днищу корпуса и ложится по изоляционному материалу.

Теплоприемником солнечного коллектора выступает абсорбирующий компонент. Он собой представляет систему, которая состоит из трубок, по которой двигается тепловой носитель, и остальных деталей, изготавливающихся в большинстве случаев из листов меди.

Прекрасным материалом для трубчатой части считается медь. Но домашние мастера изобрели вариант подешевле — полипропиленовые шланги, которые сворачиваются в спиральную форму. Для подключения к системе при входе и выходе используются фитинги.

Подручные материалы и средства позволяется задействовать разные, другими словами фактически любые, которые есть в обиходе. Тепловой коллектор собственными руками можно сделать из старого холодильника, полипропиленовых и труб на основе полиэтилена, радиаторов панельного типа из стали и прочих подручных средств. Основополагающим фактором во время выбора теплообменного аппарата считается проводимость тепла материала, из которого он сделан.

Оптимальным вариантом для создания самодельного водяного коллектора считается медь. Она содержит самую большую проводимость тепла. Но применение медных трубок заместь полипропиленовых не значит, что устройство будет выдавать на порядок выше тёплой воды. На равных условиях медные трубки будут на 15—25% эффектнее, чем установка полипропиленовых заменителей. Благодаря этому использование пластика тоже считается целесообразным, стоит еще сказать, что он существенно дешевле меди.

Во время использования меди или полипропилена требуется делать все соединения (резьбовые и сварные) герметичными. Возможное размещение труб — параллельное либо в виде змеевика. Верх ключевой конструкции с трубками закрывается стеклом. При форме в виде змеевика сокращается количество соединений и, исходя из этого, возможное образование утечек, а еще обеспечивается одинаковое движение носителя тепла по трубкам.

Для покрытия короба можно применять не только стекло. В таких целях используют полупрозрачные, матовые или рифлёные материалы. Задействовать можно акриловые современные аналоги или литых пластиков.

Во время изготовления обычного варианта можно применять закалённое стекло или акриловое стекло, поликарбонаты и т. п. Прекрасной заменой станет использование полимерного этилена.

Главное не забыть учесть, что применение заменителей (рифлёных и поверхностей с матовым эффектом) содействует уменьшению пропускной способности света. В фабричных моделях используют для этого специализированное солярное стекло. Оно имеет чуть-чуть железа у себя в составе, что обеспечивает невысокую потерю тепла.

Чтобы создать накопительный бачок, можно применять любую ёмкость объёмом от 20 до 40 литров. Также используется схема с несколькими резервуарами, соединяющиеся между собой в одну систему. Бачок лучше всего теплоизолировать, в другом случае подогретая вода быстро остынет.

Если хорошо подумать, то аккумуляции в данной системе нет, а нагретый тепловой носитель приходится задействовать тот час же. Благодаря этому накопительная ёмкость применяется для:

  • поддержания давления в системе;
  • замены аванкамеры;
  • распределения воды которая нагрелась.

Конечно, что солнечный коллектор, изготовленный собственными руками дома, не обеспечит качество и результативность, отличительные для моделей производственного производства. Применяя только подручные материалы, о большом коэффициенте полезного действия не стоит и говорить. В промышленных образцах подобные характеристики в пару раз выше. Однако и материальные затраты станут тут значительно короче, так как применяются подручные средства. Выполненная собственными руками солнечная установка намного увеличит уровень удобства в доме за городом, а еще уменьшит затраты на прочие энергетические ресурсы.

Солнечный коллектор, пошаговая сборка гелиосистемы своими руками


Навигация по записям

Солнечный коллектор из радиатора и водяной коллектор своими руками


Самодельный солнечный коллектор из радиатора

Для тех, кто не хочет тратить деньги на дорогостоящую импортную установку, есть универсальный вариант – сделать солнечный коллектор в одиночку. Не верите, что это возможно? Очень зря! Ваши умелые ручки вкупе с определенными познаниями в физике гарантируют положительный результат. Во всяком случае, у некоторых умельцев это получалось и весьма неплохо.

Польза от самодельного устройства

Понятно, что эффективность самодельного коллектора в разы ниже фирменного. Сделанное вами устройство будет эффективным только в теплое время года. Вы вполне сможете смастерить солнечный коллектор для душа на лето, но никак не для отопления целого дома. Впрочем, бесплатный летний душ и удовольствие от своего творчества – это очень и очень приятно. Далее расскажем несколько способов построения самодельного солнечного коллектора.



Основные разновидности солнечных коллекторов:

  • Солнечный водяной коллектор своими руками

  • Солнечный коллектор из радиатора

  • Солнечный коллектор из поликарбоната

  • Солнечный коллектор из металлопластиковых труб

Мы рассмотрим, как сделать самостоятельно первые два устройства.

С построением первого вида солнечного коллектора справится даже женщина. Вам понадобится:

Тара с водой располагается на южной стороне крыши, где приток солнечной радиации максимальный. Сто литров воды разогреваются до 60-70 С и передают свою энергию теплообменнику. У такого самодельного коллектора есть один недостаток – большая площадь открытой воды, которая взаимодействует с воздухом. Это приводит к снижению КПД конструкции.

Вторая конструкция немного сложнее первой. Вам понадобятся:

  • Простейший водяной солнечный коллектор

    Два радиатора

  • Коробки из стали

  • Прозрачное стекло

  • Трубы из тонкого металла

  • Место с максимальным притоком солнечного излучения. Мы возьмем для примера крышу дома

Процесс изготовления солнечного коллектора:

  • Стальные коробки устанавливаются под прямые лучи солнца

  • Внутри них размещают радиаторы

  • Сверху они накрываются стеклом

  • Бочка с водой устанавливается на крышу дома

  • Бочка соединяется с радиаторами при помощи труб

  • Конструкция готова!


Дата публикации: 2 апреля 2015




Оставить комментарий

Вы должны быть Войти, чтобы оставлять комментарии.

Как сделать солнечный водонагреватель своими руками?

Если вам удавалось побывать в южных странах, то, наверняка, вы часто замечали стоящие на крышах домов конструкции. Гиды объясняли, что это солнечные батареи для нагрева воды и отопления жилища. Как и за рубежом, так и у нас прогрессивное население ратует за альтернативные источники энергии. Водонагреватель, работающий от солнечной энергии – одно из таких удачных изобретений, которое способен полноценно функционировать даже зимой.

Как действует солнечная энергия в приборе

Солнце – это очень мощный и, что главное, бесконечный источник энергии тепла. За его использование денег никто не берет, а потому стоит задуматься, как пустить такое преимущество себе во благо. Заводские налоги водонагревателей солнечного бойлера могут обойтись в немалую сумму. Если разобраться в принципе работы такого устройства, то можно сделать нечто подобное своими руками. Хотя на деле существует несколько примеров подобного прибора.

Заводской вариант

Прежде, чем понять, как сделать солнечный водонагреватель своими руками, надо иметь представление о принципе функционирования подобного агрегата. Можно разобрать конструкцию по аналогу солнечного заводского водонагревателя.

  1. По внешнему виду агрегат напоминает батарею, которая собрана из отдельных составляющих. Элементы в ней представлены трубками, сделанными из стекла кварца наподобие всем известных ламп. Именно этот материал способен пропустить ультрафиолетовые волны (чего не может обычное стекло). Эта способность позволяет преобразовывать солнечную энергию даже в несолнечное время года.
  2. Внутри каждой из таких трубок спрятана другая – черного цвета с веществом (рабочим телом), которое будет испаряться при определенных температурных условиях.
  3. Внутри трубок абсолютный вакуум – это позволяет избежать теплопотерь.
  4. Концы каждого из таких деталей погружены в специальный коллектор, через который течет нагреваемая вода.

Как действует устройство

Функционирование всей этой задумки происходит по следующему алгоритму:

  1. Солнечные лучи превращают рабочее тело в паровую субстанцию, которая поднимается в верхнюю часть колбы.
  2. Поток воды будет нагреваться через стенку той тепловой энергией, которую отдаст ему рабочее тело.
  3. Исполнив свою миссию, пар снова становится жидкостью и стекает вниз, где все благополучно повторяется.
  4. Солнечный накопительный стандартный водонагреватель присоединен к змеевику, а тот ведет к бойлеру всей домашней отопительной системы.

Другие варианты передачи тепла

Понятно, что в вышеописанном случае никакой самодеятельности не проявишь. Однако есть и другой вариант безнапорного бойлера, работающего от солнца. Здесь передача тепла идет напрямую: медный змеевик помещается в прямоугольный корпус. Далее он подключается к баку-накопителю. Вода будет здесь циркулировать естественным способом и сразу нагреваться от лучей солнца, повышая теплоту и общего содержимого всей накопительной емкости. Труба змеевика прессуется в металлическую пластину, которая темного цвета. Она имеет дополнительную защиту от осадков при помощи прочного стекла.

Есть здесь и недостатки – такая конструкция будет хорошо работать только в безоблачную солнечную погоду.

Наконец, можно просто подключить солнечные батареи к обычному водонагревателю. Подобная конструкция оказывается очень дорогой в исполнении, но может работать круглый год.

Самодельные солнечные водонагреватели

Стремление к экологичному подходу в отоплении дома похвально – тем более что сделать подобную систему можно и своими руками. Рассмотрим интересные варианты практического воплощения подобных конструкций, и насколько эффективны самодельные солнечные водонагреватели.

Простой солнечный водонагреватель

Простым решением будет установка на крыше дома одного (максимум двух) черных баков. К ним подсоединяется водопроводная домовая магистраль – значит, при хорошем солнце теплая вода будет потечет сразу в душевую комнату (летом в жару нагрев произойдет быстро).

Еще один простой солнечный бойлер делают из мелкого, наполненного водой корыта, которое закрывается прозрачной крышкой. Сюда же в схему входят следующие водопроводные составляющие:

  • труба, по которой подходит прохладная вода;
  • труба для перелива;
  • деталь вентиля;
  • выпуск нагретой воды.

В обоих случаях есть существенные недочеты:

  1. Неэффективность простого бака при облаках.
  2. Корыто-нагреватель следует наполнять каждое утро, накрывая его. Когда солнце скрыто за облаками, следует оценить степень нагретой воды и слить её для дальнейшего использования.
  3. Плоское устройство наподобие корыта плохо тем, что его нужно держать горизонтально. Мы живем не в тропиках, а, значит, зимой солнце поднимается над горизонтом высоко, КПД этого устройства снизится.

Гораздо эффективнее предусмотреть дополнительную установку коллектора, пусть опять же самодельного. Определив размеры теплоприемника, следует изготовить корпус, куда помещается змеевик. Актуален вопрос теплоизоляции – именно поэтому корпус для змеевика лучше сделать деревянным. Второй момент — утепление задней стенки (лучше всего пенопластом).

Как собрать приемник тепла

Простейший солнечный водонагреватель можно сделать своими руками по схеме из таких составляющих:

  • аккумулирующий бак;
  • подпиточная емкость;
  • коллектор.

Специалисты советуют не устанавливать отдельный насос – вода должна циркулировать естественным путем. Но чтобы этого добиться, бак следует устанавливать выше теплоприемника, а подпиточную емкость – выше аккумулирующей. Еще одна дельная рекомендация — утепление резервуара с подогретой водой. Здесь подойдет любой материал в рулонах.

Для функционирования в самостоятельном режиме (когда не приходится доливать и регулировать), лучше всего установить поплавковый клапан во втором баке. Этот элемент будет реагировать на снижающийся уровень воды. К его патрубку надо подвести водопроводную трубу. Что это даст? Когда в основном баке расходуется содержимое, в его нижнюю зону будет подаваться холодная вода.

Однако нельзя забывать про установку еще одного патрубка – вертикального: он будет выпускать воздух. Следовательно, и эту деталь следует поднять на большую высоту.

Как выбрать правильный материал

Есть разные варианты исходников, из которых можно сделать теплообменник. Среди них:

  • трубки из меди;
  • черные полимерные трубы;
  • секции плоских стальных радиаторов;
  • трубы из алюминия;
  • черный шланг из резины;
  • теплообменник, оставшийся от старого холодильника.

Какой должна у такого змеевика сама теплообменная поверхность? В случае со стальными радиаторами следует исходить из их размера, однако чтобы не утяжелять корпус, не устанавливается больше двух панелей. При других материалах все придется рассчитывать на месте.

Корпус можно сделать из фанеры и деревянных досок. На лицевой стороне стоит применить прочный и прозрачный поликарбонат, что будет выглядеть не хуже стеклянного. Сам же накопительный бак изготавливается из листового материала. А еще лучше будет приобрести готовую емкость. В качестве соединительных труб рекомендуется использовать полимерные (хорошо подойдут из металлопластика).

Особенности самодельных солнечных водонагревателей

Преимущества сделанного своими руками бойлера очевидны:

  • работа при полной нагрузке максимально возможный период;
  • окупаемость первоначальных вложений на материалы;
  • экономия топлива;
  • изделие сразу готово к эксплуатации.

Однако все эти аспекты превратятся в положительные при соблюдении важных условий.

  1. Точная установка параметров устройства. Расчетная нагрузка должна приближаться к стандартному ежедневному потреблению.
  2. Чтобы обеспечить постоянную нагрузку на горячее водоснабжение, можно установить вспомогательный нагреватель. Его рекомендуется включать, если солнечный не обеспечивает нужную нагрузку. Этот элемент нужен для устранения разницы в температуре воды.
  3. Важно правильное распределение нагрузки, одни из параметров которой – регулирование скорости потока воды.
  4. Если воду планируется расходовать не сразу, то для бака нужна дополнительная теплоизоляция. Последний момент касается и облачных дней (толщину теплоизоляции стоит предусмотреть побольше).
  5. Покрытие теплоприемника должно повышать его поглощающую способность (самое простое можно сделать черной краской, в идеале лучше нанести селективное).
  6. Бак должен вмещать запас горячей воды на два дня.
  7. Идущие от коллектора трубы в бак должны быть минимальны по длине и хорошо изолированы для поддержки температурного напора.
  8. Подводящая холодную воду к коллектору труба должна быть расположена внизу бака. Нагретая вода, наоборот, поступает наверх. Выше отверстия для уходящей в систему горячей воды должно оставаться место для её запаса.
  9. Теперь об установке бака: если сделать это в здании, то существенно снизятся теплопотери. Даже если они и будут, то уйдут в домашнюю среду, а не в воздух. Здесь подойдет, к примеру, чердак. При установке системы на крышу актуально ориентировать коллектор на юг и наклонить под углом местной широты (это повысит эффективность работы на круглый год). Лучшим углом будет 60 градусов зимой и 30 градусов летом, на практике лучше сразу придать 45 градусов.
  10. Конструкция дома должна быть готовой выдержать нагрузку от полного бака.
  11. И еще один важный момент: как предотвратить замерзание системы при холодном климате? Можно использовать изолирующее съемное покрытие, установить устройство для слива воды или применять антифризный раствор в воде. Последний вариант получил популярность – только в этом случае его заливают в спиральный змеевик, через стенки которого и будет происходить теплообмен.

Использование солнечного водонагревателя позволит существенно сократить расходы на топливо, и уменьшить выброс углекислого газа в атмосферу. Можно собрать подобную систему и своими руками – при этом важно обладать минимальными знаниями в области водопроводных установок и придерживаться всех вышеупомянутых рекомендаций.

Солнечный коллектор для горячей воды — ByExample.com

В прошлый День Благодарения моя сестра впервые ехала в Аризону, чтобы посетить мой новый дом. Я с нетерпением ждал возможности продемонстрировать нашу самодельную систему водяного отопления и угостить Кэролайн освежающим солнечным душем. Ну, примерно за день до того, как она должна была приехать, у нас внезапно и рано ночью замерзли. Проснувшись, мы обнаружили, что коллектор был отключен из-за лопнувшей трубы. На практике это означало отсутствие горячей воды.

Наши недельные каникулы в честь Дня Благодарения теперь будут посвящены созданию более новой и более эффективной системы горячего водоснабжения, которая лучше выдерживала бы низкие температуры. Кэролайн работала с нами всю неделю, но, к сожалению, мы не закончили работу до ее отъезда, а она еще не наслаждалась радостями солнечного душа.

На этой диаграмме показано, что мы собирались построить. Щелкните здесь, чтобы увидеть иллюстрацию в полном размере.

Начало работы

Первым нашим шагом было приобретение б / у водонагревателя.Итак, мы с Кэролайн вылили багаж из универсала и направились в «Бережливость Порфи». У Порфи было около 10 танков на выбор. Все они были снаружи и выглядели побитыми, но он поклялся, что все они работают и ни у кого из них нет утечек. Мы потратили около 20 долларов на резервуар меньшего размера, загрузили его и забрали домой, чтобы посмотреть, будет ли он работать.

Подготовка резервуара

Вернувшись домой, мы сняли внешнюю оболочку и изоляцию и обнаружили металлический резервуар.Затем пришлось удалить все старые фитинги. Эта задача была на самом деле довольно сложной, потому что многие из трубных резьб застряли после многих лет ржавчины при обнажении элементов. Еще одна проблема, с которой мы столкнулись при использовании старого резервуара, заключалась в накоплении осадка на дне резервуара. Осадок высох и затвердел на дне резервуара, и его было трудно удалить, хотя это было успешно сделано путем раскачивания и раскачивания резервуара вперед и назад. Затем мы наполнили резервуар, чтобы промыть его, и, к счастью, в нем не было утечек!

После зачистки и очистки резервуар был тщательно отшлифован, а затем окрашен в черный цвет.Для максимального покрытия наносим несколько слоев аэрозольной краски. Краска из баллончика была необходима для защиты металлического резервуара от воздействия влаги и увеличения поглощения тепла резервуаром. Затем были закреплены соответствующие фитинги и закрыты дополнительные отверстия. Есть 2 штуцера для шланга, клапан сброса давления и сливной патрубок.

Строительство и изоляция коллекторной коробки

После работы над танком построили коллекторный ящик. Наши измерения были рассчитаны с учетом размера стекла, размера нашего резервуара и нашего стремления к оптимальному воздействию солнечного света.Основываясь на пути солнца, мы определили, что лучший угол для стекла — 20˚. После того, как каркас был построен, мы прикрепили фанерные панели к внутренней части конструкции. Затем все внутреннее пространство, кажется, было заделано, и мы загрунтовали и покрасили дерево.

Затем куски переработанного пенополистирола были вырезаны и вклинены в каркасную конструкцию, чтобы служить изоляцией. Мы также добавили дополнительный слой картона помимо пенополистирола, чтобы еще больше усилить изоляцию. Мы сохраняем пенополистирол, упаковочный арахис и пузырчатую пленку, чтобы использовать их в качестве изоляции — нам нравятся материалы, которые вам не нужно покупать! Мы также узнали, что изоляция является ключом к поддержанию тепла.

После утепления мы покрасили внешнюю обшивку и прикрепили ее к внешней стороне каркаса. Коллекторный ящик по сути представляет собой фанерный ящик внутри большего фанерного ящика со слоем пенополистирола в качестве изоляции между ними.

Опоры резервуаров и остекление

Перед установкой резервуара мы разрезали 2х4, чтобы они соответствовали изгибу резервуара, и прочно закрепили их в сборной коробке. Эти опоры были разработаны, чтобы удерживать танк и выдерживать значительный вес.Для остекления коллектора мы использовали раздвижную стеклянную дверь из вторичного сырья. Наше остекление является однослойным, однако предпочтение отдается стеклу с двойным остеклением из-за его превосходных изоляционных свойств.

Установка бака

После того, как ящик был собран и в основном покрашен, мы ставим готовый резервуар на место.

Затем водопровод и обратка были присоединены от дома к накопительной емкости коллектора. В бак поступает холодная вода из водопровода прицепа.Солнце попадает в резервуар для воды и нагревает воду. Горячая вода поднимается вверх, а самая холодная вода остается на дне бака. Шланг, идущий сверху резервуара, доставляет в дом самую горячую воду. Позже к клапану TPR был присоединен переливной шланг для отвода избыточного давления из коллектора.

Мы покрыли внутреннюю часть изоляцией Refctix, чтобы направить максимум света на резервуар и дополнительно изолировать коробку. Поскольку Reflectix является отражающим, солнце направлено на дно и заднюю часть аквариума, которые обычно находятся в тени.Мы также покрыли верхний край коробки изолентой из пенопласта перед тем, как поставить стекло на место.

Когда все детали были на месте, а Кэролайн уже давно не было, мы проверили коллектор. Наш первый полный день солнечного света произвел горячую воду, и мы вернулись к работе. Именно этот коллектор служил нам всю зиму и работает до сих пор. Ночью мы накрывали коллектор спальной спинкой, чтобы уменьшить потери тепла, даже несмотря на то, что горячей водой по утрам было редко. Поскольку большая часть труб находится внутри коллектора, у нас больше не было замерзших или лопнувших труб.Весной мы столкнулись с новыми и разными проблемами. При более продолжительном и интенсивном пребывании на солнце наш самодельный водонагреватель стал почти слишком эффективным. В самый разгар дня вода имеет горячую температуру, а шланги из ХПВХ, используемые для забора и выпуска воды, лопнули от жары и давления! Мы пришли к выводу, что понадобятся металлические трубы, а также система защиты от ожогов.

В целом мы довольны работой этого коллекционера. Я думаю, что он стоит немного дороже, чем первый, но намного эффективнее.Я бы рекомендовал его как отличный источник горячей воды или как дополнение к обычным системам водяного отопления.

Это не значит, что у экспериментов с горячей водой нет проблем! Наш самодельный коллектор находится на постоянном ремонте и доработке.

Солнечные системы горячего водоснабжения

Чтобы узнать больше о большом разнообразии систем водяного отопления, просмотрите следующие иллюстрации:
Коллектор плоских панелей без дополнений
Дополнение к обычному водонагревателю Система
с безбаклевым водонагревателем по запросу
Система горячего водоснабжения с теплообменником
Бак и коллектор на крыше
Бак на чердаке и коллектор на крыше

Другие проекты для самостоятельного приготовления горячей воды на солнечной энергии

Солнечный водонагреватель с плоской панелью DIY
Для получения информации о том, как построить свой собственный плоский солнечный водонагреватель, прочитайте о нашем первом эксперименте по солнечному нагреву воды.Плоские водонагреватели отлично работают летом … но наши не выдержали холода.
Самодельный солнечный душ
После того, как наш пакетный водонагреватель был завершен, мы построили открытый солнечный душ рядом с коллектором. Мы опубликовали серию строительных фотографий, на которых показано, как мы построили солнечный душ.
Модернизация солнечного коллектора периодического действия горячей воды
С момента создания нашей солнечной системы водяного отопления мы внесли несколько изменений, чтобы улучшить ее функциональность.Наша самая большая проблема заключалась в том, чтобы спроектировать коллектор для работы в экстремальных температурах пустынного климата.

Книги по солнечному водонагревателю

В следующих книгах содержится дополнительная информация о солнечных водонагревательных системах. Планы для множества самодельных солнечных водонагревателей включены в книгу Как построить солнечную систему горячего водоснабжения , опубликованную Sunny Future Press. У моего отца есть копия книги «Как построить солнечную систему горячего водоснабжения» , и в настоящее время он использует ее для строительства монтируемой на крыше солнечной панели для нагрева воды замкнутого цикла.

Чтобы выбрать более широкий выбор книг, посетите книжный магазин ByExample.com. Мы предлагаем различные практические книги по темам, связанным с автономным проживанием, хозяйством и устойчивым развитием.

Бесконтактные водонагреватели для солнечных систем горячего водоснабжения

Бесконтактные водонагреватели отлично подходят для дополнения солнечных систем горячего водоснабжения и обеспечивают горячую воду даже в пасмурные дни. При подключении к самодельной солнечной водонагревательной системе водонагреватель без резервуара нагнетает воду (при необходимости) до идеальной температуры, прежде чем она попадет в кран.В безрезервуарных водонагревателях для мгновенного нагрева воды используется пропан или природный газ, но это происходит только тогда, когда в доме включена горячая вода, и нагревается только вода, которая будет использоваться. Если солнечный водонагреватель в дополненной системе достаточно нагрелся, то водонагреватель без резервуара не нужно даже включать.

Даже если вы не используете солнечную систему нагрева воды, безрезервуарный водонагреватель может помочь вам уменьшить углеродный след и выступить против глобального потепления.Самый маленький безрезервуарный водонагреватель можно купить за 400-500 долларов, что является скромным вложением, если учесть высокие экологические издержки, связанные с расточительным образом жизни.

Магазин альтернативной энергии предлагает проточные водонагреватели на пропане и природном газе различных размеров.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о безрезервуарных водонагревателях и опциях «по требованию».

Не готовы построить солнечный душ?

Даже если вы не готовы построить собственный солнечный душ, не позволяйте этому мешать вам воспользоваться мощной энергией солнца.С портативным солнечным душем вы можете использовать тепло от солнца, просто разместив его на улице в солнечный день. Кемпинг-душ — это доступный и простой способ получить горячую воду от солнечной энергии в усадьбе, что дает вам время спроектировать и построить постоянный солнечный душ.

Не ждите, чтобы начать работу с солнечной батареей! Щелкните здесь, чтобы выбрать переносной солнечный душ.

Advanced Elements 5-галлонный солнечный душ


Самодельные солнечные водонагреватели | HowStuffWorks

Создание солнечного водонагревателя не для новичков.Требуется установка труб, стекла и, желательно, утеплителя. Но для тех, кто занимается своими руками, это идеальный проект, способный сэкономить деньги и планету. Вы можете построить водонагреватель периодического действия менее чем за 100 долларов.

Нагреватель периодического действия также называется интегральным пассивным солнечным водонагревателем — «интегральным», потому что солнечный коллектор и накопительный бак объединены. Это самая простая система, которую можно построить дома, и на самом деле для нее требуется всего несколько основных частей. (Это всего лишь краткий обзор; полные инструкции см. На боковой панели «Сделай сам».)

  • Бак электрического водонагревателя (используется нормально, если он в хорошем состоянии)
  • Черная краска
  • Фанерный ящик (достаточно большой, чтобы вместить бак)
  • Листы стекла
  • Откидная крышка для ящика ( чтобы уменьшить ночное охлаждение)
  • Изоляционный материал
  • Трубы / фитинги
  • Крепления (для крыши, стены дома или уровня земли)

Конструкция довольно проста:

  • Покрасьте резервуар для воды в черный цвет.
  • Прикрепите стекло к верхней части коробки.
  • Изолируйте коробку и дополнительную крышку и вырежьте в ней отверстия для впускных и выпускных труб.
  • Закрепите резервуар для воды внутри коробки.
  • Направьте входящую холодную воду на дно резервуара, а выходящую горячую воду из верхней части резервуара в резервуар водонагревателя дома
  • Установите агрегат в желаемом месте (крыша обычно лучше всего подходит для пребывания на солнце).

Хотя построить водонагреватель довольно легко, необходимо учитывать и другие факторы.Вы должны определить лучшее место для обогревателя, чтобы он подвергался наибольшему воздействию солнечного света в день, что может потребовать некоторых расчетов. Вам также необходимо убедиться, что идеальное место выдержит вес установки. И, как и в случае с любым другим водонагревателем, вам нужно выяснить, какой размер резервуара вам нужен, чтобы в итоге у вас не закончилась горячая вода в середине вашего душа, и определить, сколько площади поверхности остекления вам нужно, чтобы нагреть его. объем воды.

Если вам неудобно делать эти определения, вы можете выложить деньги на профессионально построенную установку.

В любом случае, у солнечных водонагревателей есть несколько общих плюсов и минусов. Начнем с положительной стороны.

10 конструкций и способы их создания

Солнечные водонагреватели используют естественный солнечный свет для нагрева воды, протекающей через них. Это более экологически чистый и прямой метод по сравнению с использованием электричества и газа. Они могут быть более эффективными, поскольку отсутствуют потери энергии при преобразовании одной формы энергии в другую, например, когда электрические водонагреватели питаются от солнечных батарей.Лучшая новость — вы можете построить его сами! Солнечные водонагреватели своими руками сделать невероятно просто.

Что делает их еще более захватывающими, так это то, что их относительно легко построить самостоятельно. В этой статье мы обсудим ряд возможных солнечных водонагревателей, которые может сделать любой, у кого есть базовые навыки мастера. Мы кратко обсудим основные характеристики каждого из них и способы их создания.

Первый проект, который мы обсудим, является одним из самых простых в сборке и одним из самых дешевых, поскольку он пытается использовать как можно больше мусора.Во-первых, внутренняя часть старого резервуара для воды вынимается из его кожуха и удаляется изоляция. Затем из листов фанеры делают коробку-трапецию, чтобы самая большая сторона была открыта и обращена к солнцу, и утепляют. В-третьих, емкость для воды помещается внутри коробки, опираясь на 2 отрезанных для этого куска фанеры. После подключения сантехники оставшаяся открытая сторона коробки закрывается стеклянной панелью.

2. Нагреватель периодический с тремя емкостями вертикальный

Подобный по концепции предыдущей конструкции, этот солнечный нагреватель, сделанный своими руками, имеет преимущества большей площади коллектора и большего объема накопителя.Единственная разница в плане здания состоит в том, что здесь несколько резервуаров, часто 3, соединены последовательно. Добавив дополнительную изоляцию к последним бакам, вода, которая будет использоваться первой, будет самой теплой.

3. Водонагреватель на солнечных батареях для пивных бутылок

Этот дешевый солнечный водонагреватель, сделанный своими руками, использует пивные бутылки для изготовления труб, по которым течет вода. В качестве альтернативы можно использовать алюминиевые банки или пластиковые бутылки. После сложения нескольких колонн и их водонепроницаемого соединения они окрашиваются в черный цвет, чтобы увеличить количество поглощаемой солнечной радиации.Наконец, трубы помещаются в изолированную коробку с прозрачной лицевой стороной для минимизации потерь тепла в окружающую среду.

4. Замкнутый солнечный водонагреватель своими руками

В этом водонагревателе, не требующем особого обслуживания, вся внутренняя система труб представляет собой замкнутый контур, чтобы избежать разрыва труб при замерзании. Для обеспечения водонепроницаемости соединения между медными трубками каждый конец шлифуется, промывается и спаивается. Катушка окрашена в черный цвет и помещена в черный деревянный ящик прямоугольной формы со стеклянной верхней панелью, при этом немного более длинные концы катушки торчат наружу.Наконец, герметичность можно проверить, подключив трубки к водопроводному крану под давлением.

5. Встраиваемый в здание солнечный водонагреватель

Этот солнечный водонагреватель, сделанный своими руками, преследует ту же цель, что и предыдущая конструкция: исключить риск разрыва труб из-за замерзания воды. Однако он делает это другим способом. При установке коллекторной коробки внутри хорошо изолированного чердака замерзание воды маловероятно. Водопроводные трубы, которые соединены друг с другом и окрашены в черный цвет, будут подвергаться воздействию солнечного света через окно в крыше, под которым висит водонагреватель.

6. Солнечный водонагреватель теплицы

Этот вариант тесно связан с предыдущим примером в том, что весь коллектор поддерживается при более высокой температуре окружающей среды. Однако здесь это делается путем помещения его целиком в теплицу. Опять же, трубы соединяются герметично, окрашиваются в черный цвет и помещаются в коробку со стеклянной верхней панелью. Наконец, подключите ваш новый солнечный нагреватель к входам и выходам воды.

7. Термосифон Солнечный водонагреватель своими руками

Система внутренних труб этого обогревателя организована таким образом, что вода течет снизу вверх в каждой секции.Окрашенные в черный цвет трубы помещены в деревянный ящик со стеклянной верхней панелью. Но при наличии впускного отверстия коллектора внизу и выпуска наверху эффект термосифона заставляет горячую воду подниматься и всасывать холодную воду. Это устраняет необходимость в дополнительном водяном насосе.

8. Солнечный душ

Мы включили этот тип обогревателя из-за его простоты, но удивительной эффективности. Простой черный мешок подвешивают под прямыми солнечными лучами, опираясь на деревянную раму, и соединяют с близко расположенным (внутренним или внешним) душем с помощью садового шланга.Главный недостаток заключается в том, что теплая вода доступна только после того, как мешок был нагрет в течение некоторого времени из-за отсутствия изоляции. Вы также можете использовать ведра или небольшие емкости для воды.

9. Энергосберегающий солнечный водонагреватель

Этот немного более сложный и более дорогой солнечный водонагреватель, сделанный своими руками, был разработан для максимального повышения энергоэффективности. Корпус коллектора построен не из дерева, как в предыдущих примерах, а из алюминия. Наносится селективная краска, которая имеет более высокое поглощение инфракрасного излучения по сравнению с обычной черной краской.Трубы с металлическими ребрами для поглощения и передачи большего количества тепла непосредственно к трубам соединены друг с другом и с впускными и выпускными отверстиями для воды.

10. DIY Солнечный водонагреватель с максимальной площадью поверхности

Этот солнечный водонагреватель, сделанный своими руками, предназначен для увеличения площади поверхности, на которой вода подвергается воздействию солнечного излучения. Склеены 2 тонких металлических листа, закрывающих всю коллекторную коробку, в которую они будут вставляться. Это оставляет небольшую щель, через которую течет вода. Тем не менее повышенная эффективность имеет обратную сторону.Вода вступает в прямой контакт с пластиком листов и клеем, скрепляющим их. Следовательно, это делает воду непригодной для питья.

Последние мысли

Как мы уже показали, существует множество вариантов дизайна для создания собственного солнечного коллектора воды. Конечно, вам не обязательно придерживаться одного из этих дизайнов. Не стесняйтесь комбинировать различные функции по своему усмотрению. Почему бы не построить термосифонный солнечный обогреватель, в котором вода течет между двумя тонкими листами, а не в комплексе труб? Или красить дешевые пивные банки селективной краской для повышения эффективности? Удачи вам в сборке, и поделитесь, пожалуйста, тем, каким оказался ваш проект, в комментариях ниже!

DIY Солнечное водонагревание | REUK.co.uk

Создание собственной солнечной водонагревательной панели подходит для тех, кто обладает базовыми навыками DIY / разнорабочим, и для этого не требуются специальные инструменты или оборудование. В этой статье мы рассмотрим создание простой, но эффективной и надежной солнечной панели для нагрева воды с использованием материалов, которые вы можете найти у местных строительных торговцев или в Интернете, а также обычных бытовых инструментов.

В этой статье мы дадим обзор конструкции и конструкции солнечных водонагревательных панелей, сосредоточив внимание на составных частях и обосновании их выбора.
(более простые конструкции временных солнечных водонагревательных панелей см. В наших статьях: Солнечное водонагревание для плавательных бассейнов или Простое солнечное водонагревание.)

Солнечные водонагревательные панели

Солнечная панель для нагрева воды — это устройство, через которое перекачивается вода (или другая жидкость), нагреваемая солнцем при прохождении через панель. В некоторых панелях есть длинная труба, которая проходит через панель вверх и вниз при движении слева направо ( A ), но для обсуждаемой здесь конструкции панели мы воспользуемся тем фактом, что горячая вода поднимается (или охлаждает падает вода), поэтому мы можем расположить трубопровод более прочным и эффективным способом ( B ).

Если бы мы просто выставили оголенные трубы на солнце, они бы нагрели воду, проходящую через них, но много тепла отразилось бы и излучалось. Чтобы избежать этого, трубопровод должен быть помещен в изолированную коробку с прозрачной передней частью, чтобы солнечные лучи могли проходить через переднюю часть, и даже если свет отражается от трубопровода, его энергия все равно может поглощаться и удерживаться. коробка. Подумайте о том, насколько жарко становится салон автомобиля, припаркованного под прямыми солнечными лучами.Мы хотим, чтобы наши трубопроводы были окружены таким удерживаемым теплом, чтобы усилить нагревание воды, проходящей по трубам.

И это все; это все, что представляет собой обычная солнечная панель для нагрева воды — некоторые трубопроводы в изолированном стеклянном ящике с фасадом.

Размеры солнечной панели

Решить, какого размера сделать солнечную панель, сложно. Вместо того, чтобы выбирать произвольный размер, лучше позволить наличию необходимых компонентов определять размер вам.Например, если вы можете бесплатно достать кусок закаленного стекла определенного размера определенного размера, имеет смысл построить панель по размеру этого стекла.

Внутри панели будет пластина-поглотитель из листового алюминия . Если у вас нет необходимых инструментов для безопасной / аккуратной резки алюминиевого листа, имеет смысл выбрать размеры панели, что означает, что вам не нужно будет разрезать лист или листы алюминия. Точно так же вы в идеале хотите свести к минимуму отходы медной трубы , поэтому, если вы покупаете трубу длиной 2 метра, вам нужно спроектировать свою панель с длинами 1 метр, 66 см или 50 см для нулевых отходов, а не 70 см, так как это будет в результате из каждой трубы образуется 60 см отходов.

Сложнее подобрать панель с учетом вашего местоположения, потребления горячей воды и размера резервуара. Гораздо проще установить несколько солнечных водонагревательных панелей , а не одну большую, потому что они начинают становиться очень тяжелыми и сложными в установке по мере их увеличения. Это также имеет то преимущество, что в холодные месяцы вы можете подключить несколько солнечных панелей в серии — так что нагретая вода от одной панели дополнительно нагревается другой и так далее, — а затем соединять их в параллельно в летние месяцы для максимальной эффективности.Если вы только начинаете, сделайте панель и посмотрите, как у вас дела.

Строительство корпуса солнечного коллектора

Для максимальной эффективности трубопроводы должны быть полностью заключены в изолированную коробку. Пример такой коробки изображен выше. Это просто деревянный каркас, прикрученный к несущему листу из морской фанеры или любого другого прочного материала, который можно обработать или покрасить, чтобы защитить от дождя.

Обработайте или покрасьте всю древесину сейчас, пока она доступна и легко, а затем заполните все зазоры термостойким силиконовым герметиком , чтобы готовая коробка была герметичной (и, следовательно, сохраняла тепло). Hammerite — это хорошие долговечные продукты для окраски и обработки наружных деревянных конструкций.

Теперь ящик должен быть облицован изоляцией . Подойдет любой термостойкий утеплитель, но чем он дешевле, тем больше места он займет и, следовательно, тем глубже потребуется сделать коробку. Поэтому мы предлагаем вам использовать многопленочный утеплитель , который разработан для кровельщиков (он проходит под водонепроницаемой мембраной, которая, в свою очередь, находится под плиткой).Это обеспечивает отличные изоляционные качества, фольга очень хорошо отражает тепло обратно в панель, она очень тонкая и простая в использовании.

Пластина абсорбера

Для увеличения поглощения солнечной энергии солнечным коллектором трубопроводы должны быть прикреплены к металлическому листу — лучше всего из меди, но она будет дорогой и тяжелой, поэтому обычно используется алюминий . Эта абсорбирующая пластина действует как радиатор, поглощая энергию солнечных лучей и затем отдавая ее воде, проходящей через трубопровод, нагревая ее.

Пластина абсорбера не может быть слишком тонкой, иначе она будет гнуться и деформироваться при нагревании, и она не может быть слишком толстой, иначе она будет слишком тяжелой, дорогой и менее эффективной. Было обнаружено, что идеальная толщина составляет около 1,5 мм , что соответствует стандартной стандартизированной толщине металлического листа 16 SWG . Вам может быть сложно найти лист такого же размера, как ваша солнечная панель, но несколько небольших листов можно использовать вместе.

Пластина абсорбера должна быть загрунтована и окрашена термостойкой черной краской с обеих сторон для максимального поглощения тепла и снижения его отражательной способности.

Теперь пластина абсорбера должна быть установлена ​​в коробку. В идеале он не должен лежать прямо поверх изоляции, раздавливая ее (и, следовательно, делая ее менее эффективной). Вместо этого установите его на кронштейны или на небольшие деревянные опоры, которые проходят через изоляцию, чтобы при установке не было воздушного зазора между задней частью пластины абсорбера и изоляцией, но изоляция также не сжималась пластиной.

Трубопровод солнечных водонагревательных панелей

Медная труба почти всегда используется в солнечных панелях для нагрева воды.Медь очень хорошо передает тепло — подумайте об очень дорогих кастрюлях — ее можно купить у всех сантехников и строителей, и она относительно гибкая. Существует широкий выбор соединителей для всех размеров медных труб, и при пайке они образуют очень прочные и надежные соединения. Медные трубы продаются пачками прямых отрезков или бухтами. Лучше выбирать прямые для этой конструкции солнечных панелей, так как все они прямые.

Для горизонтальных труб вдоль верха и низа трубопровода используйте трубу 22 мм, а для вертикальных труб используйте трубу 15 мм.Вам понадобится пара 22-миллиметровых упоров и достаточное количество переходных тройников 22-15-22 мм (которые соединяют горизонтальные и вертикальные линии), чтобы завершить панель нужного вам размера.

Отрежьте трубы до нужной длины и соедините все вместе, чтобы получить правильный размер; затем нужно навсегда пропаять все стыки. Смотрите наше руководство для получения подробной информации о Как припаять медную трубу . Завершив комплект труб, загрунтуйте и покрасьте его термостойкой черной краской.

Медная трубка должна быть надежно прикреплена к пластине абсорбера. Трубопровод должен максимально контактировать с пластиной абсорбера, чтобы обеспечить максимальную теплопередачу и эффективность. Один из способов добиться этого — уложить массив труб на пластину абсорбера и просверлить небольшие отверстия в пластине по обе стороны от трубопровода примерно в 10-15 точках вокруг массива. Пропустите отрезки прочной неизолированной сплошной проволоки длиной 15-20 см через трубу и через каждую пару отверстий и скрутите концы проволоки вместе с другой стороны.

Перед тем, как обойти и затянуть скрученный провод как можно туже, нанесите пасту для радиатора (также известную как термопаста ) на нижнюю часть всех трубопроводов. Когда вы сделаете окончательную затяжку проводов, массив труб будет прижат к пластине абсорбера, а состав радиатора будет способствовать передаче тепла.

Стекло

Когда вы тщательно проверили свою солнечную панель, чтобы убедиться в отсутствии утечек или других проблем, наконец, пришло время навсегда закрыть все это листом стекла .Хотя можно использовать прозрачный акрил или другие типы прозрачного пластика, эти материалы со временем становятся молочными / затуманиваются, их трудно чистить, и они легко царапаются. Хотя стекло более дорогое и тяжелое, оно является лучшим вариантом для передней панели надежной солнечной панели для нагрева воды.

Как и в случае с абсорбирующей пластиной, очень важна толщина стекла. Тонкое стекло непрочно и не выдерживает собственного веса на большой панели, но пропускает много солнечного света с низкой отражательной способностью.Толстое стекло является прочным, но при этом тяжелым, и каждый дополнительный миллиметр толщины стекла увеличивает отражательную способность и, следовательно, уменьшает количество солнечных лучей, проникающих через него. Идеальная толщина составляет около 4-5 мм .

Закаленное стекло всегда следует использовать, так как оно намного безопаснее при строительстве панели, и оно не будет разбито случайным мячом

Стекло следует прикрепить к коробке с помощью термостойкого силиконового герметика, а затем использовать деревянные бусинки по его краям, чтобы защитить их и уменьшить вероятность попадания воды.

Дополнительная информация

Если эта статья пробудила у вас аппетит для получения дополнительной информации, хорошей отправной точкой является наша статья DIY Solar Water Heating Prototype , в которой показано строительство и тестирование солнечной панели для нагрева воды, описанной выше, вместе с изготовлением теплообменника для используйте панель для косвенного нагрева.

Щелкните здесь, чтобы увидеть нашу статью о прямом солнечном нагреве воды (с насосом) и здесь, чтобы прочитать статью о солнечном водяном отоплении Thermosyphon (без насоса).В этих статьях рассказывается о простейших солнечных водонагревательных системах, которые можно собрать с помощью вашей панели.

Простая конструкция солнечного коллектора

Конструкция солнечного коллектора — Монтаж солнечного коллектора

Общее количество солнечной радиации, падающей на каждый квадратный метр в Великобритании, составляет около 1000 кВт / ч в год — из при этом должно быть возможно собрать от 25% до 33%. Для типовой системы водяного отопления подходящей считается общая площадь около 4 квадратных метров.

Количество воды, которое может быть непосредственно нагрето до «пригодной» температуры, довольно мало, поэтому обычно лучше использовать панель для предварительного нагрева холодной воды в отдельном резервуаре перед подачей в основной резервуар для горячей воды. Резервуар для хранения солнечной энергии должен составлять около 50 литров на 1 квадратный метр панели, однако это не очень критично. Бак и все соединительные трубопроводы должны быть хорошо изолированы, чтобы избежать потери собранного тепла. Лучшее положение для панели (Великобритания) — незатененное положение под углом к ​​западу от юга под углом примерно 35 градусов к горизонтали.Другая ориентация между ЮВ и ЮЗ и различные наклоны от 10 до 50 градусов вызывают лишь небольшое снижение общей собранной энергии.

Конструкция плоского солнечного коллектора

В показанной здесь простой однопанельной конструкции в качестве солнечного коллектора используется стандартный радиатор центрального отопления из штампованной стали. Они относительно дешевы и легко доступны как новые, так и бывшие в употреблении (при использовании подержанной панели радиатора удалите любую декоративную краску с лицевой поверхности и при необходимости повторно загрунтуйте).Тепловой КПД коллектора, использующего радиатор центрального отопления, должен быть сопоставим со многими коммерчески доступными конструкциями. Однако относительно большое содержание воды замедлит реакцию, особенно при низких уровнях солнечной радиации. Панель должна быть цельной, без ребер и с резьбовыми соединительными отверстиями на всех четырех углах, чтобы легко обеспечить необходимый «диагональный» поток воды. Могут использоваться другие типы только с двумя соединениями, при условии, что соединения находятся в диагонально противоположных углах.Панель необходимо покрасить матовой черной масляной краской, чтобы получить поверхность с высокой впитывающей способностью. Все трубопроводы внутри корпуса должны быть изолированы, чтобы предотвратить утечку накопленного тепла обратно в корпус.

Размер коллектора, используемого в этой конструкции, не определяется, кроме как «h» и «w», это позволяет вам построить корпус в соответствии с требованиями ваш конкретный размер радиаторной панели. Старайтесь, чтобы размер панели составлял около 1 кв. М или меньше, большие панели тяжелые, и с ними будет сложно работать, особенно на крыше.Если вы сможете собрать корпус в его окончательном положении, работа будет проще.

Ящик для панели представляет собой простой деревянный ящик, сделанный из древесины, обработанной давлением (в качестве альтернативы можно использовать консервант для древесины хорошего качества). Показано одинарное переднее остекление с оконным стеклом толщиной 3 мм — для ящиков более 1 метра в любом направлении используйте отдельные части стекла, вам нужно будет добавить дополнительные опорные планки для остекления на передней части панели, чтобы закрепить их. Всегда измеряйте готовую коробку, прежде чем покупать стекло и покупать его обрезанным по размеру — оставьте 2-миллиметровый зазор вокруг стекла, чтобы оно могло расшириться.В Крышка переднего остекления должна выступать за нижний край корпуса примерно на 12 мм, чтобы дождь стекал, не натекая на корпус. Зажимы для остекления, прикрепленные к внутренней части нижнего края коробки, используются для удержания крышки на месте.

Изоляция, установленная за коллектором, должна быть высокотемпературного типа, так как температура может достигать 140 градусов Цельсия, если вода не циркулирует через панель. Другие, более дешевые альтернативные материалы (например, полистирол) не подходят, поскольку они могут давать усадку или даже плавиться.Следует избегать движения воздуха между задней частью панели и изоляцией, поэтому убедитесь, что все зазоры заполнены.

Практически невозможно сделать коллектор полностью водонепроницаемым в течение длительного периода, даже если не будет дождя, может произойти некоторая внутренняя конденсация. Чтобы это не стало проблемой, проделайте три или четыре 5-миллиметровых «дышащих» отверстия в нижней части корпуса прямо перед изоляцией.

Срез солнечного коллектора

Перечень материалов для солнечного коллектора

Примечание: большинство размеров показаны h + x и w + y — где h и w — высота и ширина конкретной панели, которую вы используете.Измерьте их перед тем, как начать, и просто добавьте x или y по мере необходимости.

  • Древесина — древесина хвойных пород, строганная по всему периметру, предпочтительно обработанная танилами или, в качестве альтернативы, обработанная консервантом для древесины хорошего качества. Указанные размеры пиломатериалов являются стандартными номинальными размерами — при планировании они будут меньше.
Обозначение детали размер (номинал) длина количество
А 125×25 Вт + 150 мм 1
B 125×25 h + 125 мм 2
С 100×25 Вт + 100 1
D 25×12 Вт + 100 1
E 25×12 ч + 75 2
Ф 50×25 ч + 100 2 (или 3, где w больше 1 метра)
G 45×12 Вт + 150 1 (под углом (оба конца))
H 45×12 Н + 150 2 (под углом (один конец))
Дж 50X50 крой по размеру 4 (или 6, где w больше 1 метра)
  • Фанера Наружное качество 9 мм, h + 150 x w + 150
  • Absorber Press steel, однопанельный радиатор без ребер — с заделкой на всех четырех углах для обеспечения диагонального потока (или в 2 диагонально противоположных углах)
  • Стекло w + 95 xh + 135 мм, 3 мм, (измерьте коллектор, чтобы проверить размер перед покупкой — установите отдельные куски стекла, чтобы все размеры были меньше 1 м, это потребует дополнительных опорных стержней на передней части панель по мере необходимости)
  • Держатели для стекла — 2 на край максимум 1 м
  • Угловые пластины (250 мм x 100 мм, низкоуглеродистая сталь — изогнутые на 90 градусов) 4 шт.
  • Изоляция из жаропрочного минерального волокна толщиной 50 мм
  • Соединительный трубопровод и соединители — медь, размер и количество в соответствии с
  • Металлическая фольга (например, кухонная пленка) по мере необходимости
  • Клей — столярный клей ПВА по необходимости
  • Замазка или глазурованная лента по необходимости
  • Винты и т. Д.по мере необходимости

Базовый корпус солнечного коллектора

Сборка солнечного коллектора

  1. Распилите пиломатериалы, обработайте все пропиленные концы качественным консервантом для древесины.
  2. Покрасьте панель коллектора, используя как можно более тонкий слой высокотемпературной черной масляной краски. (черная краска для выхлопных газов — хорошее предложение).
  3. Склейте и скрутите стороны (A, B и C).
  4. Приклейте подкладочный слой и прикрутите его к раме.
  5. Прикрутите угловые пластины на место.
  6. Приклейте и прикрутите (с задней стороны) поперечные распорки (F) на место.
  7. Просверлите несколько дренажных отверстий диаметром 5 мм в нижней части перед изоляцией.
  8. Положите панель на место внутри корпуса, отметьте на раме точки входа в трубы. Снимите амортизатор и просверлите отверстия для ввода труб.
  9. Приклейте и прикрутите полоски D и E к внутренним сторонам корпуса так, чтобы они обеспечивали плоскую поверхность для стекло на той же линии, что и верх нижней стороны (С).
  10. Обрежьте изоляцию между поперечными распорками и корпусом и установите ее.
  11. Покройте изоляцию металлической фольгой.
  12. Если корпус не собирается, сейчас хорошее время, чтобы установить и закрепить корпус.
  13. Положите панель в корпус и закрепите с помощью прижимных блоков на поперечных распорках.
  14. Установите трубопровод между панелью и остальной частью системы, заполните зазоры вокруг труб, где они входят в корпус с помощью подходящего гибкого герметика.
  15. Вероятно, лучше не снимать переднюю крышку, пока система не будет заполнена водой и система проверена на герметичность.
  16. Установите фиксаторы стекла на нижнюю часть корпуса.
  17. С помощью замазки или клейкой ленты установите переднюю крышку и закрепите, прикрутив полоски G и H по бокам. дела.

Конструкция солнечного коллектора — Солнечный коллектор в сборе

20 Проекты по солнечному водонагревателю «Сделай сам»: легко сделать самому

Вы когда-нибудь хотели иметь водонагреватель, но беспокоитесь об экономии энергии? Вам следует попробовать солнечные водонагреватели своими руками, большинство из них довольно просты в сборке и на 100% экономят энергию.Изготовление солнечного водонагревателя своими руками может занять некоторое время, но после этого вы получите потрясающие преимущества.

В этой статье мы перечислили 20 проектов по изготовлению солнечных водонагревателей, которые можно сделать своими руками дома, используя пару материалов и инструментов, которые легко достать. Вы готовы? Давайте начнем!

1. Солнечный водонагреватель своими руками

Вы хотите иметь солнечный водонагреватель? Это довольно просто и недорого. Все, что вам нужно, — это видео-урок своими руками, в котором рассказывается о более простых способах создания солнечного водонагревателя.

Вот некоторые из материалов, необходимых для проекта: фанера, пиломатериалы, квадратные дюбеля, различные стяжки, проволочный гвоздь, медные трубки, переходник для шланга для трубы и оборудования.

Некоторые из шагов включают: Просверлить отверстия в листе фанеры. Наденьте на него медную трубку и прикрепите к фанере стяжками.

2. Как построить солнечный водонагреватель

Вы хотите знать, как построить солнечный водонагреватель? Вот лучший обучающий видеоролик, который поможет вам в этом.

В этом видео инструктор упростил строительство. Он начал с создания опорного ящика God — водонагревателя. Это было сделано с помощью шурупов и древесины. Затем он прикрутил стеклянную опору к коробке перед подготовкой ПВХ.

3. DIY солнечный водонагреватель, полная сборка

Первое, что вам нужно сделать в этом самодельном солнечном водонагревателе, — это собрать материалы и инструменты. Второй шаг — вырезать фанеру и деревянные детали. Затем он собирает деревянную панель для солнечной батареи, которая имеет фанерную основу и несколько обрезанных панелей 2 × 4 для ножки.

4. Как сделать солнечный водонагреватель

Чтобы построить его, вам понадобится небольшая бочка на галлон с крышкой, несколько проводов, медные трубки и вольтметр.

Посмотрите этот видеоурок, чтобы узнать больше о процессе изготовления солнечного водонагревателя. Это супер дешево, быстро и просто.

5. Солнечный водонагреватель своими руками

Да! Солнечный водонагреватель может быть изготовлен из вторсырья или переработанных материалов.

Материалы включают раздвижную стеклянную дверь (вы можете использовать любой другой тип стеклянного листа), пиломатериалы и фанеру, рулон медной кровли, катушку из алюминиевой ленты с медными трубками, ленты для медных трубок, черную аэрозольную краску для барбекю, листы изоляция из пенополистирола, изоляция труб, механический термостат, трубы PEX и автомобильный датчик температуры.

Щелкните для получения более подробной информации

6. Самодельный солнечный водонагреватель

Этот солнечный водонагреватель был сделан в основном из бутылок (пластик и стекло). Помимо бутылок, это используемые материалы; оловянная фольга, вакуумный насос, изолента, герметик, резиновый шланг, пенополистирол и кусок пластика или картона.

Сначала подготовьте пластиковые бутылки и отрежьте от них дно. Затем просверлите отверстие на одном из срезанных днищ. Сделайте отверстие достаточно большим, чтобы вместить горлышко стеклянной бутылки.

Щелкните для получения более подробной информации

7. Пакетный солнечный водонагреватель DIY

Для этого периодического солнечного водонагревателя вам понадобится старый бак водонагревателя. Осмотрите резервуар водонагревателя и убедитесь, что он не протекает, и если это так, вы можете заделать его затвердевающим герметиком.

Затем приступайте к подготовке резервуара. Удалите все ненужные детали из кожуха, снимите кожух и пенопласт.

После этого приступайте к постройке деревянного ящика, в котором будет находиться бак водонагревателя.

Щелкните для получения дополнительной информации

8. Солнечный водонагреватель для бассейна DIY

Первым шагом в создании этого солнечного водонагревателя должно быть изготовление каркаса для водопроводных труб. Он сделан из стального стержня L-образной формы.

Обрежьте стержень так, чтобы получился прямоугольник. На более короткой стороне прямоугольника сделайте вмятину с помощью кольцевой пилы в том месте, куда войдут трубы.

Щелкните для получения дополнительной информации

9. Как сделать солнечный водонагреватель

Он состоит из пластиковой бочки на 45 галлонов, пластикового водопроводного крана и заглушек.Начните с подготовки ствола и пробки. Просверлите два отверстия в нижней части ствола. Затем вставьте обе заглушки в каждое отверстие.

10. Солнечный водонагреватель самодельный

Как сделать самодельный солнечный водонагреватель. Посмотрев этот видеоурок, вы сможете самостоятельно сконструировать солнечную воду, нагреваемую водой. Это не очень просто, но я уверен, что вы научитесь.

11. Солнечный водонагреватель своими руками

Знаете ли вы, что черный цвет является хорошим поглотителем тепла? Вот почему важно покрасить большую часть вашего солнечного водонагревателя в черный цвет, чтобы увеличить способность поглощения тепла.

Прежде чем этот солнечный водонагреватель станет вашим, первым делом нужно достать черный лист фанеры и полоски дерева. Сделайте каркас из фанеры и планок. Покрасьте поверхность рамки в черный цвет, затем прикрепите на нее черный цвет.

12. Как построить свой собственный солнечный водонагреватель

Хотите узнать, как самому сделать солнечный водонагреватель? Тогда вы попали в нужное обучающее видео.

Из видео вы узнаете о важности строительства водонагревателя, о необходимых материалах и инструментах, а также об общих этапах строительства.Перейдите по ссылке ниже, чтобы узнать больше.

13. Сделай сам Простой солнечный водонагреватель

His — это простой солнечный водонагреватель с различными частями; водосборник, бак, рама и инструменты. Вам понадобится пластиковый лист Coroplast, трубка из АБС-пластика, крышки из АБС-пластика, шланговые ниппели с резьбой ½ ″, картридж с силиконовым клеем / герметиком, подходящим для пластика, и баллончик с плоской черной аэрозольной краской.

Вам также понадобится лист фанеры, лист полистирола размером 2 × 3 x 8 футов, прозрачный пластиковый лист и разные винты и скобы.

Процесс изготовления довольно прост.

Щелкните для получения более подробной информации

14. Солнечный водонагреватель DIY Tutorial

Знаете ли вы, что медь обладает высокой теплопроводностью? Это означает, что он может легко поглощать солнечное тепло и передавать его воде внутри. Цвет трубы очень важен, потому что черный работает более эффективно.

Предпочтительно прикреплять медную трубку к алюминиевому листу, потому что алюминиевый лист увеличивает поглощающую способность медной трубки.

Щелкните для получения более подробной информации

15. Пассивный солнечный водонагреватель

В общей конструкции этого солнечного водонагревателя в качестве основного канала, по которому проходит вода, использовался поликарбонат с двойными стенками.

Тогда возьмите пластиковую бочку емкостью 45 галлонов. Закрепите к нему 2 заглушки: одну внизу выровняйте с солнечной панелью, а другую — с верхней частью панели.

Щелкните для получения более подробной информации

16. Солнечный нагреватель для бутылок с водой

Это супер удивительно, и его очень легко сделать своими руками.Делаем солнечную воду нагретой из бутылки с водой. Это супер дешево, быстро и функционально. Щелкните ссылку ниже, чтобы узнать больше об удивительном солнечном нагревателе для бутылок с водой.

Щелкните для получения дополнительной информации

17. Солнечный обогреватель «сделай сам»

Этот солнечный обогреватель можно сделать из трюмного насоса, который представляет собой низковольтный водяной насос, используемый для удаления воды из лодок. Другие материалы включают садовый шланг (50 метров), дерево для крепления садового шланга, дрель, скоростной угольник, ручную пилу и винты.

Первое, что сделала инструктор после того, как собрала инструменты и материалы, — она ​​начала строить каркас для садового шланга.

18. Как создать периодический солнечный водонагреватель

Для этого периодического солнечного водонагревателя хорошо использовать высокотемпературную черную краску. Для поддержания очень высокого нагрева резервуара для воды внутри водонагревателя периодического действия. Видеоурок делает работу менее утомительной и увлекательной. Вы также можете найти помощь, чтобы сделать это быстро.

19. Солнечный обогреватель для бассейна DIY

Он изготовлен из двухслойного поликарбонатного листа, соединителя для аквариума из ПВХ, трубы для садового шланга (расширяемой гибкой), цифрового кухонного термостата, садового быстроразъемного соединения и вибрации из высокоуглеродистой стали. лезвие пилы. Процесс прост. Узнайте больше из видео выше.

20. Как сделать солнечный водонагреватель дома

Это один из самых простых солнечных водонагревателей, который вы можете сделать дома.Это не требует много материалов, времени или денег. Все, что вам нужно, это бутылка из-под кокса, алюминиевая фольга и труба. Просверлите отверстие в крышке бутылки. Оберните одну сторону бутылки алюминиевой фольгой (используйте суперклей, чтобы она хорошо закрывалась). Затем пощупайте бутылку с водой и используйте масло как подставку. Установите бутылку с водой под углом.

Вывод

Вот и все! 20 полностью функциональный и доступный по цене солнечный водонагреватель, сделанный своими руками. Большинству планов, перечисленных в этой статье, легко следовать, просто выберите свой предпочтительный солнечный водонагреватель и начните процесс строительства.Спасибо, что зашли!

Построить простой солнечный водонагреватель

Введение

Я видел несколько различных конструкций солнечных водонагревателей и хотел поделиться своим. Это довольно эффективная конструкция, поскольку каждый квадратный дюйм поверхности коллектора находится в прямом тепловом контакте с нагреваемой водой. Вы можете легко изменить дизайн до любого размера, который вам нравится. Я сделал свой 8 футов в длину и 22 дюйма в ширину, чтобы он мог поместиться между стропилами на моем чердаке. Тесты показали, что средняя выходная мощность системы составляет около 530 Вт, при нагревании 20 литров воды с 24 градусов C (75 градусов F) до 47 градусов C (117 градусов F) за один час.

Кроме того: я занимаюсь ремонтом крыши в моем доме и планирую построить прозрачную часть крыши на одном участке. Затем я могу поэкспериментировать с различными конструкциями солнечных коллекторов, подобных этому, и легко установить и удалить их изнутри моего чердака, вместо того, чтобы выходить на крышу. Это также упростит установку сантехники. Недостатком является то, что если из коллектора возникнет течь, она попадет в мой дом, а не в мой желоб. См. Подробности в разделе «Строительство солнечного чердака».

Реклама от Google

Предупреждение — не пейте воду

Я не собирался использовать эту конструкцию для нагрева питьевой воды.Используемые пластмассы и клеи будут вымываться в воду, поэтому пить воду, которая находилась внутри панели, — плохая идея. Если вы хотите использовать эту конструкцию для нагрева питьевой воды, вам следует сделать теплообменник. Пропустите воду из коллектора через змеевик из медной трубы, помещенный в резервуар для питьевой воды. Эта конструкция коллектора также не предназначена для того, чтобы выдерживать давление городской воды, но если вы используете теплообменник и соответствующий резервуар (например, коммерческий резервуар для горячей воды), вы можете использовать такой коллектор для нагрева питьевой воды под давлением городской воды.

Концепт

Коллектор изготовлен из Coroplast (см. Http://www.coroplast.com), который представляет собой гофрированный пластиковый лист, обычно используемый для изготовления вывесок. Он имеет несколько квадратных каналов, идущих вдоль от конца до конца. Когда я впервые увидел этот тип листа, я сразу подумал: «Ух ты, из него получился бы отличный плоский солнечный коллектор, если бы только был способ прокачать воду через все эти маленькие каналы». Несколько недель спустя мне в голову пришёл способ сделать это. Если прорезь нужной ширины прорезать продольно в какой-нибудь трубе из АБС (таким образом, чтобы поперечное сечение выглядело как «С»), то эту трубу можно надеть на конец гофрированного пластика.Швы можно заклеить, чтобы все было водонепроницаемо. Лист можно покрасить в черный цвет и вуаля … у вас есть плоский солнечный коллектор. Поскольку весь коллектор сделан из пластика, важно, чтобы температура не была слишком высокой, иначе он размягчится и, возможно, возникнет утечка. 80 градусов по Цельсию (176 градусов по Фаренгейту) — это предел. Не думаете, что здесь может быть так жарко? Подумай еще раз. На практике трудно гарантировать максимальную температуру. Вода может перестать циркулировать или полностью стечь по ряду причин, и панель будет перегреваться.Следовательно, это может быть непрактичная конструкция для установки в жилых помещениях, но это недорогая, легко создаваемая экспериментальная система, производящая столько же или больше горячей воды, чем коммерчески доступные системы. Шахта стоила около 60 долларов за материалы (около 4 долларов за квадратный фут) и около 6 часов строительства.

Инструменты и материалы

Инструменты

  • Настольная пила
  • Ручная пила
  • Пресс сверлильный
  • Электродрель
  • сверло 3/4 ″
  • Кольцевая пила 1 ″
  • Нож Exacto
  • Рулетка
  • Отвертка
  • Термометр цифровой
  • Пистолет для уплотнения клея
  • Напильник круглый
  • грубый

Материалы для коллектора

  • 1 — лист пластикового листа Coroplast (4’x8’x4 мм) нарезанный до 22 ″ x90 ″ — 8 долларов США.50
  • 1–4 дюйма из 1 1/4 ″ трубки из АБС-пластика — 6 долларов США (Примечание: не используйте ПВХ, поскольку он размягчается при слишком низкой температуре, вызывая утечки).
  • 4–1 1/4 ″ крышки из АБС-пластика — 10
  • долларов США
  • 2 штуцера для шлангов с резьбой 1/2 ″ — 1,00 $
  • 1 — картридж силиконового клея / герметика, подходящего для пластика — 3,50 доллара США (Примечание: с момента первоначальной публикации я обнаружил, что Marine GOOP лучше)
  • 1 — баллончик с плоской черной аэрозольной краской — 5,00 $

Материалы каркаса

  • Лист фанеры размером 1 1/2 дюйма (4х8 футов), разрезанный до 24 дюймов на 8 футов — 8 долларов.00
  • Лист полистирола размером 1–3⁄4 дюйма (2х8 футов), нарезанный до размеров 22 x87,5 дюйма — 2,50 доллара США
  • 2-2 ​​× 3 x 8 ′ — $ 8,00 б / у
  • 1 — не менее 4х10 футов прозрачного пластикового листа — лом 0 долларов
  • винты и скобы разное

Материалы для резервуара / циркуляции воды

  • 1 — кулер (или другой резервуар для воды, желательно изолированный) — 20 долларов но у меня уже был один лом
  • 1–15 футов садового шланга 5/8 ″ — 5,50 доллара США
  • Хомуты для шлангов 2 — 1/2 ″ — 1,50 доллара США

Общая стоимость материалов = 59 $.50

Сборка коллектора

  1. Используйте точильный нож, чтобы разрезать гофрированный пластиковый лист до размеров 22 ″ x90 ″. При продольной резке обязательно прорезайте один канал по всей длине.
  2. Разрежьте трубу из АБС-пластика на две части по 20,25 дюйма каждая. Убедитесь, что общая длина колпачка на любом конце составляет 22 дюйма. Я выбрал эту ширину, чтобы она поместилась между стропилами крыши моего чердака.
  3. Просверлите отверстие 3/4 дюйма сбоку двух крышек из АБС-пластика.Это будет проще, если предварительно просверлить сверло меньшего размера и постепенно увеличивать его размер.
  4. Увеличивайте отверстия грубым круглым напильником до тех пор, пока не сможете продеть в ниппель. Метчика нужной резьбы у меня не было, поэтому я планировал просто приклеить соски на место.
  5. Просверлите полукруглую выемку диаметром 3/4 в конце каждой трубки из АБС-пластика. Проще всего зажать их встык в тисках. В качестве альтернативы вы можете просверлить это отверстие в трубке из АБС-пластика перед тем, как разрезать ее, а затем просто прорезать центр отверстия, чтобы сделать надрезы.Эти выемки подходят вокруг конца соски, когда крышки из АБС-пластика находятся на своих местах.
  6. Используя настольную пилу с упором, осторожно проделайте паз по всей длине каждой трубки из АБС-пластика. Полученное поперечное сечение должно выглядеть как «С». Трубка из АБС-пластика имеет тенденцию сжиматься во время резки, поэтому, когда вы закончите, ширина паза не будет такой же ширины, как ширина вашего пильного диска. Пропустите каждую трубу через пилу второй раз, чтобы срезать рез и получить одинаковую ширину.
  7. Повторите процесс прорезания пазов с крышками из АБС-пластика, помня, в каком направлении вы хотите, чтобы ниппели указывали, когда панель полностью собрана.
  8. Выполните сухую сборку, собрав трубки, крышки и ниппели из АБС-пластика. Возможно, вам придется немного вырезать выемку, чтобы прорезь в трубке совпала с прорезью в крышке.
  9. Повторите установку всухую на конце гофрированного пластикового листа. Разделите АБС по мере необходимости, чтобы везде было удобно.
  10. После того, как все будет хорошо подогнано, повторите сборку, нанося клей на все сопрягаемые поверхности перед сборкой и нанося полоску клея на все швы после сборки.
  11. Повторите то же самое для другого конца гофрированного пластика.
  12. Дайте высохнуть не менее 24 часов.
  13. После высыхания разрежьте садовый шланг пополам и прижмите обрезанные концы к ниппелям.
  14. Наполните панель водой (просто подсоедините садовый шланг к крану в вашем доме) и проверьте на утечки.
  15. Если есть какие-либо утечки, слейте воду из панели, тщательно высушите область вокруг утечки и заклейте большим количеством клея, оставив для высыхания еще 24 часа.
  16. Если вы хотите позже рассчитать эффективность вашего коллектора, вам необходимо знать его объем. Это хорошее время, чтобы слить его в ведро и измерить объем (включая шланги). В моем было 7,2 литра.
  17. После устранения всех утечек покрасьте поверхность коллектора в черный цвет.

Реклама от Google

Сборка рамы

Вы можете использовать коллектор как есть. Просто разложите его на солнце и прокачайте через него воду.Однако гораздо больше тепла можно уловить, построив для него изолированный корпус.

  1. Отрежьте один 2 × 3 до двух отрезков по 22 дюйма для концов рамы. Ввинтите остальные 2 штанги 2×3 в концы, чтобы получилась прямоугольная рамка.
  2. Оберните эту рамку прозрачным пластиком, чтобы прозрачная крышка закрывала коллектор. В моем случае это только для тестовых целей, так как я намерен в конечном итоге установить коллектор между стропилами крыши под прозрачным кровельным материалом, который обеспечит готовый каркас.
  3. Обрежьте фанеру до размеров 24 x 8 футов.
  4. Отрежьте лист пенополистирола до размеров 7 футов 4 на 3 9 дюймов и поместите его по центру фанеры. Это будет утеплитель для тыльной стороны панели.
  5. Проверьте установку коллектора и просверлите в фанере отверстия диаметром 3/4 дюйма, через которые будут проходить шланги. Сделайте одно из этих отверстий в прорези, просверлив два отверстия диаметром 3/4 дюйма рядом и отрезав дерево между ними. Это сделано для того, чтобы учесть тепловое расширение коллектора. Пластмассы обычно имеют высокий коэффициент теплового расширения.Если ограничить расширение панели, она может деформироваться и вызвать утечку.
  6. Теперь сложите все вместе: сначала фанеру, затем пенополистирол, затем коллектор, затем прозрачную крышку.
  7. Прикрепите прозрачную крышку к задней части фанеры с помощью нескольких зажимов (или вы можете прикрутить ее, но сначала вы можете захотеть легко снять ее для доступа к коллектору).

Заполнить панель

Заполнить панель таким образом, чтобы удалить все пузырьки воздуха, легче, чем сделать, если не использовать несколько простых приемов.

  1. Поднимите один конец панели и поставьте его на стул или другой предмет (я использовал свой забор). Другой конец положите на пару деревянных брусков, чтобы у нижнего шланга был зазор от земли (помните, что в конечном итоге я хочу установить его на нижней стороне крыши, между стропилами, поэтому я сделал шланги соединенными сзади. вместо боковых сторон).
  2. Установите резервуар выше панели и воткните в него верхний шланг.
  3. Подсоедините нижний шланг к крану в доме и осторожно включите воду.
  4. Наблюдайте, как панель заполняется. Когда вода начнет выходить из верхнего шланга, дайте ей продолжить и наполните резервуар.
  5. По мере наполнения резервуара временно наклоните панель так, чтобы угол выхода верхнего ниппеля был наивысшей точкой. Это заставляет весь воздух в системе перемещаться к выходному штуцеру, откуда он будет вытеснен.
  6. Как только вы перестанете видеть воздух, выходящий из верхнего шланга, верните панель в исходное положение.
  7. Закройте кран. Сделайте перегиб в нижнем шланге, чтобы вода не вытекла.Затем снимите шланг с крана.
  8. Нижний шланг должен быть изогнут, а верхний шланг находиться в резервуаре под водой. Поднимите конец нижнего шланга над уровнем воды в баке и ослабьте перегиб. Медленно опускайте конец шланга, пока вода не начнет выходить, затем заткните его большим пальцем и быстро просуньте конец под воду в резервуаре, создавая герметичную систему с минимальным количеством воздуха в ней.
  9. Расположите шланги так, чтобы нижний шланг забирал воду со дна бака, а верхний шланг подавал воду в верхнюю часть бака.Что бы вы ни делали, всегда держите оба конца шланга под водой, иначе вы «сломаете уплотнение» и попадете в систему, что предотвратит циркуляцию из-за термосифонирования.

Тестирование

Если вы удалили весь воздух и имеете герметичную систему, и на панель попадает достаточно солнечного света, она должна начать отвод тепла почти мгновенно.

  1. Поверните панель к солнцу и поднимите или опустите верхний конец панели, чтобы лучше нацелить ее на солнце.Один конец панели должен быть поднят выше другого, чтобы термосифон работал. Резервуар для хранения также должен быть выше верхнего края панели.
  2. Пощупайте верхний шланг на выходе из панели. Если ваша установка является термосифонной, она должна быть горячей. Нижний шланг должен быть прохладным. Если это не так, это, вероятно, означает, что у вас где-то есть паровая пробка (пузырьки воздуха), препятствующая циркуляции воды. Снова подсоедините нижний шланг к крану и повторите процесс наполнения, пытаясь удалить все пузырьки воздуха.
  3. После начала термосифонирования используйте цифровой термометр с зондом для измерения температуры воды. Вставив датчик температуры внутрь концов шлангов, можно измерить температуру на входе и выходе коллектора. После наполнения у меня ушло около минуты, прежде чем я настроил свой термометр. В то время температура на входе составляла 23 градуса C (в основном начальная температура воды), а температура на выходе составляла 50,7 градусов C (123 градуса по Фаренгейту).
  4. Измерьте температуру на входе в течение часа или около того (или пока температура не стабилизируется).Температура на входе всегда должна быть самой низкой температурой в системе. Измерение здесь даст консервативные результаты при подсчете количества энергии, переданной воде.

Результаты

На изображении ниже показан график зависимости температуры от времени.

Расход термосифона

Шланги настроены таким образом, что нижний шланг забирает холодную воду из нижней части бака, а верхний шланг подает горячую воду в верхнюю часть бака. Вода в баке не сильно перемешивается из-за небольшого расхода.Таким образом, вода, всасываемая в нижний шланг, остается почти постоянной температуры (исходной температуры воды) до тех пор, пока вся вода в баке не будет выведена и заменена теплой водой, прошедшей через коллектор. Разделение объема резервуара на время до начала повышения температуры дает грубое приближение скорости потока через коллектор.

Объем бака = 12,8 литра (Примечание: я наполнил его так, чтобы общий объем воды составлял 20 литров)
Время опорожнения: 25 минут
Расчетный расход термосифона: 0.8 литров в минуту

Обратите внимание, что расход термосифона уменьшается по мере того, как вся вода нагревается, и разница дисбаланса плотности между баком и панелью меньше.

Расчет мощности

Изменение температуры, которого мне удалось достичь, составило около 23 ° C за 1 час. Теплоемкость воды 4,18 кДж / кг / ° C. В системе было 20 кг воды. Зная эту информацию, можно рассчитать среднюю мощность, фактически введенную в воду:

Мощность = 4.18 кДж / кг / градус Цельсия * 20 кг * 23 градуса Цельсия / 3600 секунд = 0,53 кВт или 530 Вт.

Расчет КПД

Площадь коллектора около 1,4 м2. Энергия, доступная от солнечного света, составляет около 1000 Вт / м2. Таким образом, панель получает около 1400 Вт входящей мощности, когда она направлена ​​прямо на солнце. Эффективность — это просто фактически извлеченная мощность, деленная на доступную мощность.

КПД = 530 Вт / 1400 Вт = 0,378 или 38%.

Это вполне сопоставимо с имеющимися в продаже солнечными коллекторами.Однако я делаю это на своем заднем дворе, используя неизолированные шланги, непроницаемую для воздуха панель, одну пластиковую панель, которая слегка непрозрачна, бак с открытым верхом и без насоса. Тот факт, что я могу достичь эффективности на коммерческом уровне с помощью этой установки, является свидетельством дизайна и указывает на то, что в отрасли есть много возможностей для улучшения.

Почему этот дизайн панели так хорошо работает

В большинстве конструкций бытовых и коммерческих солнечных коллекторов, которые я видел, используются металлические (обычно медные) трубки для отвода воды через панель.К медной трубке прикреплены металлические ребра. Плавники окрашены в черный цвет. Ребра нагреваются и передают тепло к трубке. Металл является хорошим проводником, но тепло должно пройти долгий путь через тонкое поперечное сечение, чтобы достичь трубки. В своей конструкции я использовал пластик, который является плохим проводником, но тепло должно пройти всего лишь около 0,3 мм через очень большое поперечное сечение от передней поверхности панели к воде. Я покажу, почему это лучше.

У любой тепловой системы есть свойство, называемое теплопроводностью, которое указывает, сколько тепла (мощности) может передаваться от точки «a» к точке «b» при заданном перепаде температур.Формула:

Теплопроводность = K * A / L
, где:
K = теплопроводность (физическое свойство материала)
A = площадь поперечного сечения, через которую должно проходить тепло
L = расстояние, которое должно пройти тепло (расстояние от ‘a ‘на’ b ‘).

Сравнение типичного трубчато-ребристого коллектора с гофрированным пластиковым коллектором.

Рассчитаем теплопроводность типичного плоского коллектора.

Предположим, что панель имеет размер 2’x8 ‘с 4 медными трубками, идущими вдоль, и ребрами, выступающими на 3 дюйма с каждой стороны каждой трубки (6 дюймов на трубку x 4 трубки заполняют нашу ширину 2 дюйма).Предположим, что ребра толщиной 1 мм также сделаны из меди. Когда ребра нагреваются, площадь поперечного сечения, через которое это тепло должно проходить, чтобы достичь трубок, составляет 1 мм * 8 футов * 8 ребер = 19504 мм2. Среднее расстояние, на которое необходимо отвести тепло, составляет 1/2 ширины ребра или 1,5 ″ = 38 мм. Электропроводность меди составляет около 0,4 Вт / мм / градус Цельсия.

Следовательно, теплопроводность от поверхности коллектора к воде составляет 0,4 Вт / мм / градус Цельсия * 19504 мм2 / 38 мм = 205 Вт / градус Цельсия. Другими словами, разница в температуре воды и ребра в 1 градус Цельсия приведет к теплопередаче 205 Вт.Но панель получает что-то порядка 1400 Вт входящей мощности от солнечного света. Чтобы передать всю эту мощность воде только за счет теплопроводности, ребра должны нагреться на 7 градусов Цельсия выше, чем температура воды.

Предполагается, что медное ребро толщиной 1 мм лучше, чем вы можете найти в большинстве конструкций самодельных труб и ребер. Например, в некоторых книгах для самостоятельного изготовления, которые я прочитал, рекомендуют делать плавники из алюминиевых банок (типичная толщина стенок менее 0,15 мм).

Теперь повторите расчет для гофрированной пластиковой панели.

Площадь поперечного сечения, через которую должно проводиться тепло, является принимающей областью самой панели (2 ′ * 8 ′ = 1486448 мм2). Расстояние, которое должно пройти тепло, чтобы достичь воды, составляет всего лишь толщину пластиковой стенки или около 0,3 мм. Электропроводность пластика составляет около 0,0001 Вт / мм / градус Цельсия. Обратите внимание, что он более чем в 1000 раз ниже, чем медь, что имеет смысл, поскольку пластик обычно рассматривается как изолятор, а не как проводник.

Следовательно, теплопроводность системы равна 0.0001 Вт / мм / градус Цельсия * 1486448 мм2 / 0,3 мм = 495 Вт / градус Цельсия. Другими словами, разница в температуре воды и поверхности коллектора в 1 градус Цельсия приведет к передаче тепла воде в 495 Вт. Чтобы передать мощность 1400 Вт, поверхность панели должна нагреться примерно на 3 градуса Цельсия сильнее, чем вода.

Конечно, на практике не все из этих 1400 Вт уходит в воду. Проводимость от поверхности коллектора к воде параллельна другой проводимости от поверхности коллектора к наружному воздуху.Относительные значения этих двух проводимостей определяют, сколько тепла куда уходит (кроме того: это аналогично току в электрической цепи с двумя параллельными резисторами).

Реклама от Google

Заключение

Несмотря на гораздо более низкую теплопроводность пластика, использование гофрированного пластикового листа в качестве коллектора обеспечивает более чем в два раза большую проводимость между поверхностью коллектора и водой по сравнению с конструкцией из медных труб и ребер с ребрами толщиной 1 мм.

Системы со встроенным считывателем

Если вы пытались построить один из этих солнечных коллекторов или что-то подобное, дайте мне знать (оставьте комментарий ниже). Я буду рад опубликовать фотографии вашей системы и любые данные, которыми вы готовы поделиться, или просто ссылку на ваш веб-сайт, если он у вас есть.

  • Alex Nuget разработал похожую конструкцию с блестящим механизмом «выключения панели». Он использует черные частицы внутри панели, которые оседают на нижнюю часть панели, если вода перестает течь.Это предотвращает катастрофический отказ из-за перегрева панели в случае неисправности циркуляционного насоса или какого-либо другого компонента системы. Он называет свой дизайн панелью частиц. Вы можете узнать об этом больше на сайте www.particlepanels.com.
  • John Hearty построил дренажную систему, аналогичную моей конструкции, но с использованием черной краски в воде, а не окрашивания панели в черный цвет. Он поделился некоторыми фотографиями, которые я разместил здесь: солнечный водонагреватель Джона Харти.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *