Тепловой коллектор своими руками: Делаем простой солнечный коллектор своими руками, пошаговая инструкция

Содержание

Солнечный коллектор своими руками — на 100% проверенный способ изготовления

Концепция энергетически эффективного дома предполагает создание, внедрение и эксплуатацию возобновляемых источников энергии. Все большее распространение стали получать собранные солнечный коллектор своими руками, которые не так давно встречались крайне редко.

Постоянное совершенствование гелиосистем, существенное падение цен на них привило к еще большему появлению их в обыденной жизни. Стоимость заводских моделей сегодня соизмерима с затратами, необходимыми на обустройство классической системы отопления. Однако такую технологию может сделать каждый самостоятельно.

Содержание статьи:

Принцип работы солнечного коллектора

Если кратко описать принцип работы коллектора – он необходим для захвата солнечной тепловой энергии. В дальнейшем она концентрируется и используется человеком.

Коллекторная система состоит из следующих составляющих:

Тепловой аккумулятор (обычная емкость под жидкость)
Теплообменный контур

Непосредственно коллектор

Жидкий или газообразный теплоноситель циркулирует по коллектору. Полученная энергия нагревает его и, посредством смонтированного бака-аккумулятора, передает тепло воде.

Нагретая жидкость хранится в баке до того, покуда она не будет использована. Сфера ее применения очень широка – от обычных хозяйственных нужд до отопления дома. Чтобы вода быстро не остывала, необходимо качественно тепло изолировать емкость.

Циркуляцию воды в коллекторе делают одним из двух способов: естественным или принудительным способом. В баке-аккумуляторе может монтироваться дополнительный элемент, нагревающий жидкость, который будет включаться при достижении низких температур окружающей среды и поддерживать температуру воды, например, зимой, когда солнцестояние непродолжительное.

Вводное видео об устройстве водонагревателя

Виды солнечных коллекторов

Планируя солнечный коллектор своими руками и установить в доме, необходимо определиться с типом конструкции:

Модели, у которых теплоносителем является воздух, используются крайне редко. Это связано со свойствами жидкости — тепло она проводит значительно лучше, чем газ. Воздушные коллекторы чаще делают плоской формы, чтобы воздух, контактируя с поглощающим устройством, естественным образом нагревался.

схема воздушного солнечного коллектора

Вакуумные солнечные коллекторы

Вакуумные модели самые сложные. Вместо коробки, которая покрывается стеклом, у него используются большие по габаритам трубки из стекла. Внутри них имеются трубочки с меньшим диаметром, в которых находится абсорбер, собирающий тепловую энергию. Между трубками – вакуум, он выполняет роль теплоизолятора.

схема вакумного солнечного коллектора

Плоские солнечные коллекторы

Самым распространенным является плоский солнечный коллектор, внутри которого располагается специальный абсорбирующий слой, помещенный в стеклянную коробку. Он соединяется с трубками, по которым перемещается жидкий теплоноситель (чаще пропилен-гликоль).

схема плоского солнечного коллектора

Но решаясь смастерить солнечный коллектор своими руками, необходимо понимать, что сделать столь сложные устройства невозможно, аналогичные промышленным. К тому же, их КПД будет значительно ниже, меньше эксплуатационный срок, но и материальные вложения тоже.

Хотите узнать больше про альтернативное отопление дома ?

Читайте так же, о том как сделать отопление дома на солнечных батареях

Чертежи конструкций

Приступаем к работе

Прежде чем сооружать солнечный коллектор, необходимо произвести соответствующие расчеты и определить, как много энергии он должен производить. Но от самодельной установки ждать высокого КПД не стоит. Сориентировавшись, что его будет достаточно – можно приступать.

Работу можно поделить на несколько основных этапов:

Изготовить короб
Изготовить радиатор или теплообменник
Изготовить аванкамеру и накопитель
Собрать коллектор

Чтобы изготовить коробку под солнечный коллектор своими руками, следует заготовить обрезную доску толщиной 25-35 мм и в ширину 100-130 мм. Дно ее следует сделать текстолитовым, оснастив его ребрами. Оно также должно быть хорошо теплоизолированное при помощи пенопласта (но предпочтение отдают минеральной вате), накрытого оцинкованным листом.

Еще 4 эффективных способа альтернативного отопления дома

О которых вы можете узнать в нашей следующей статье

Подготовив короб, настает пора мастерить теплообменник. Следует придерживаться инструкции:

Необходимо подготовить 15 тонкостенных металлических трубок длиной 160 см и две дюймовые трубы длиной 70 см
В обоих утолщенных трубках сверлятся отверстия диаметра меньших трубок, в которые они будут устанавливаться. При этом нужно следить за тем, чтоб они были по одной стороне соосны, максимальный шаг между ними 4.5 см

Следующий этап – все трубки нужно собрать в единую конструкцию и надежно сварить
Теплообменник монтируется на лист оцинковки (ранее прикрепленный к коробу) и фиксируется при помощи стальных хомутов (можно сделать металлические зажимы)
Днище короба рекомендуют покрасить в темный цвет (например, черный) – он будет лучше поглощать солнечное тепло, но чтобы снизить тепловые потери, внешние элементы красятся белым
Завершить монтаж коллектора необходимо установкой покровного стекла около стенок, при этом не забыв о надежной герметизации стыков
Между трубками и стеклом оставляется расстояние, равное 10-12 мм

Остается соорудить накопитель под солнечный коллектор. Его роль может исполнять герметичная емкость, объем которой варьируется около

150-400 л. Если найти одну такую бочку не удается, можно сварить между собой несколько небольших.

Как и коллектор, накопительный бак основательно изолируют от потерь тепла. Остается изготовить аванкамеру – небольшой сосуд объемом 35-40 л. Он должен оснащаться падающим воду устройством (шарнирным краном).

Остается самый ответственный и важный этап – собрать коллектор воедино. Сделать это можно таким образом:

Вначале необходимо установить аванкамеру и накопитель. Необходимо следить, чтоб уровень жидкости в последнем был на 0.8 м ниже, чем в аванкамере. Так как воды в таких устройствах может собираться немало, необходимо продумать, каким образом они будут надежно перекрываться

Коллектор размещается на крыше дома. Исходя из практики, рекомендуется делать это на южной стороне, наклонив установку под углом 35-40 градусов к горизонту
Но нужно учитывать, что между накопителем и теплообменником расстояние не должно превышать 0.5-0.7 м, иначе потери будут слишком существенны
В конце должна получиться следующая последовательность: аванкамера обязана располагаться выше накопителя, последний – выше коллектора

Наступает самый ответственный этап – необходимо соединить все составляющие воедино и подключить к готовой системе водопроводную сеть. Для этого потребуется посетить магазин сантехники и приобрести необходимые фитинги, переходники, сгоны и прочую запорную арматуру. Высоконапорные участки рекомендуют соединять трубой диаметром 0.5 дюйма, низконапорные – 1 дюйм.

Введение в эксплуатацию выполняется следующим образом:

Установка заполняется водой посредством нижнего дренажного отверстия
Подсоединяется аванкамера и регулируются уровни жидкости
Необходимо пройтись вдоль системы и проверить, чтобы не было утечек
Все готово к повседневной эксплуатации

Солнечный коллектор из змеевика холодильника

Солнечный коллектор своими руками можно смастерить из обычного змеевика, снятого со старого холодильника. Для работы потребуется подготовить:

Непосредственно змеевик
Рейки и фольга для каркаса
Бочка или бак для воды
Резиновый коврик
Запорная арматура (вентили, труб и т. д.)
Стекло

Промыв змеевик от фреона, необходимо сбить вокруг реечный каркас. Его точные размеры будут зависеть от размера рабочего узла, который был демонтирован с холодильника. Коврик необходимо подогнать под рейки, среди которых змеевик должен свободно располагаться.

На резиновый коврик (дно каркаса) укладывается фольгирующий слой. Затем змеевик фиксируют при помощи винтовых хомутов. В стенках проделываются отверстия, через которые будут проходить трубы. Повысить продуктивность можно за счет герметизации стыков герметикам.

Дно также укрепляется рейками. Сверху монтируется стекло и фиксируют при помощи скотча. Чтобы не волноваться, можно вырезать несколько алюминиевых пластинок и сделать из них прижимы.

Видео о техническом устройстве и испытании солнечного коллектора:

В заключении

Такое сооружение, как солнечный коллектор своими руками, может существенно повысить уровень комфорта в загородном доме или на даче. Пусть незначительно, но оно снижает траты на потребляемую энергию, вырабатываемую классическими источниками энергии.

отзывы владельцев, реально ли сделать своими руками

Системы отопления в частных загородных домах могут строиться на абсолютно разных источниках энергии. Это могут быть системы, основанные на котлах, нагрев теплоносителя в котором основывается на сжигании различных видов топлива, например газа или жидкой солярки. Котлы могут отапливаться углем или дровяными пеллетами. В любом случае для того, чтобы запустить в действие такую систему отопления придется помимо собственно монтажа отопительных котлов еще и закупать само топливо. А вот эта статья расходов может в определенной ситуации превысить даже расходы на монтаж системы отопления. И вот здесь на помощь могут прийти солнечные коллекторы для отопления дома.

Солнечные отопительные коллекторы на крыше частного дома

Плюсы и минусы солнечных коллекторов для отопления дома

Использование возобновляемых источников энергии в автономных системах отопления предполагает денежные затраты исключительно на приобретение и установку такой системы, а также на ее техническое обслуживание и на необходимый поддерживающий ремонт. Но вот после установки такие системы начинают работать совершенно автономно и абсолютно бесплатно для их владельцев. В самом деле – за солнечные лучи платить ничего не нужно.

Некоторые потребители выражают сомнение в эффективности установки и применения солнечных коллекторов в средней полосе России, где солнечных дней не так много, как, например, на Кубани. Однако, солнечные коллекторы для нагрева воды могут использоваться не только как основной источник нагрева теплоносителя, но и как дополнительный источник. В этом случае прибор нагрева воды на солнечной энергии будет работать только в то время, когда на небе нет облаков, а в другие периоды можно задействовать классические нагревательные приборы, например газовые котлы.

схема отопления

Что же касается эффективности использования солнечных коллекторов по соотношению цена-отдача, то рекомендуем вам обратить внимание на северные провинции Китая. Значительное количество домов в этих китайских городах и селах оборудовано солнечными коллекторами для отопления. Климат и солнечная активность в этих местностях не слишком отличается от сопредельных российских областей: например, Хабаровского и Забайкальского краев. Сами понимаете, что климат в Забайкалье, месте, куда ссылали каторжников в царские времена – совершенно не сахарный. Значит, использование солнечных коллекторов для отопления домов даже в российских регионах с самым суровым климатом не только возможно, но и вполне востребовано и экономично.

Эффективность работы солнечных нагревательных коллекторов

Стоит отметить, что солнечные коллекторы на сегодняшний момент стали пожалуй наиболее эффективными приборами, использующими солнечную энергию. Если классическая солнечная фотоэлектрическая батарея может показать эффективность всего лишь на уровне до 18 процентов, то солнечный коллектор для отопления достигает завидных показателей КПД до 95 процентов. Разница очевидна.

Принципы функционирования нагревательных коллекторов

Одной из основных конструкций солнечных отопительных коллекторов являются устройства вакуумного типа. Исходя из названия очевидно, что такие устройства будут собирать лучистую солнечную энергию и передавать ее для нагрева воды или другого теплоносителя. Собственно так и обстоит в реальности.

Системы автономного обогрева, имеющие в своем составе солнечные коллекторы состоят из следующих основных составных частей:

Собственно солнечный нагревательный коллектор – то есть устройство которое размещается на прямых солнечных лучах и служит для нагрева теплоносителя,
Контур теплообмена: система трубопроводов, по которой перемещается горячий теплоноситель, постепенно передавая свое тепло в обогреваемые помещения,
Тепловой аккумулятор: это бак для воды, в котором нагретая вода запасается впрок.

Итак солнечный коллектор, состоящий из труб, в которых находится пока еще не нагретый теплоносителя находится под действием прямых солнечных лучей. Жидкость-теплоноситель (обычно вода, но возможно и специальный антифриз) поступает в коллектор, нагревается там и передается в контур теплообмена, который смонтирован внутри теплового аккумулятора. Нагретый теплоноситель, перемещаясь внутри трубопроводов контура теплообмена нагревает воду в тепловом аккумуляторе. Нагретая вода в баке с функцией аккумуляции тепла хранится вплоть до возникновения необходимости ее использования, например до подачи в контуры отопительной домашней системы и в отопительные радиаторы или в контуры горячего домашнего водоснабжения, например для умывания.

Циркуляция водоснабжения в отопительном коллекторе

Поскольку солнечная энергия воздействует на коллектор совершенно бесплатно, то в системе в любой момент времени имеется нагретая вода, которая подогревается постоянно циркулирующим теплоносителем.

Естественно, что бак теплового аккумулятора должен иметь отличную теплоизоляцию, способствующую сохранению температуры нагретой воды в течении как можно более долгого времени. Это позволит избежать падения температуры воды ночью, когда солнечный нагрев отсутствует или в периоды пасмурной погоды. Для обеспечения бесперебойной работы такой системы в совсем уж облачные или дождливые дни в бак теплового аккумулятора может быть вмонтирован обыкновенный электрический водонагреватель.

Для того, чтобы теплоноситель постоянно переносил тепло солнечных лучей для нагрева воды – он должен постоянно циркулировать. В системах с солнечными коллекторами циркуляция жидкого теплоносителя может быть принудительной (с подачей насосами) или естественной (смотеком).

Типы отопительных солнечных коллекторов для дома

Современная промышленность освоила выпуск различных типов солнечных отопительных коллекторов. Для того, чтобы понять, какой из них может подойти для монтажа системы домашнего отопления или горячего контура водоснабжения в вашем доме – необходимо ознакомиться с их разновидностями. Основных типов насчитывается два: плоские и вакуумные, менее широко распространены воздушные коллекторы.

Плоский светопоглощающий

Плоский отопительный солнечный коллектор представляет собой тонкую коробку, внутри которой находится особое вещество, активно аккумулирующее, адсорбирующее тепло. Сверху коробка закрыта стеклом, которое пропускает солнечные лучи. Внутри адсорбирующего слоя, собирающего тепло расположена система трубопроводов, внутри которых перемещается теплоносителя. В качестве теплоносителя в таких системах, как правило используется пропилен-гликоль.

плоский коллектор в разрезе

Вакуумный

Внутри вакуумного отопительного коллектора на месте единственной плоской коробки находятся полые стеклянные или кварцевые трубки, из которых откачан воздух, то есть создан вакуум. А вот уже внутри таких полых трубок располагаются трубки с веществом, адсорбирующем солнечную тепловую энергию. Соответственно трубопроводы с теплоносителем находятся внутри трубок с адсорбером. Солнечные лучи легко проникают сквозь вакуум в промежутке между трубами и нагревают теплоноситель. Однако этот же вакуум препятствует обратной утечки тепловой энергии из адсорбера в окружающее пространство, выступая в роли теплоизолятора.

вакуумный коллектор

Воздушный

Как уже понятно из названия – такие устройства не имеют теплоизолирующего вакуумного слоя. Следовательно КПД их действия будет ниже, чем у вакуумных коллекторов. Такие устройства рекомендуется устанавливать в местности с большим количеством солнечных дней. Более того, в таких коллекторах теплоносителем является обычный воздух. Он переносится в отапливаемое помещение вентилятором или естественной конвекцией. Работа вентилятора при перемещении воздушных потоков также требует отдельного источника питания Это дополнительная причина того, что данная система имеет более низкий КПД, чем плоские или вакуумные коллекторы. Конечно же, ни о каком горячем водоснабжении в такой конструкции не может быть и речи.

Как выбрать необходимый тип отопительного коллектора?

Каждый из типов солнечных отопительных коллекторов имеет свои очевидные преимущества и явные недостатки. При выборе устройства стоит обратить внимание, что плоский коллектор является более прочной конструкцией, а вот вакуумные из-за наличия полых воздушных трубок очень чувствительны к внешним воздействиям. Однако в плоских коллекторах при ремонте замене подлежит вся система адсорбции, при поломке же одной из трубок вакуумного коллектора можно ограничиться только ее заменой.

Воздушный коллектор, при всех своих недостатках является чрезвычайно простым устройством, и не критичен в воздействию низких температур. Он может работать даже лютой сибирской зимой.

Плоский коллектор идеален для нагрева воды в диапазоне от 20 до 40 градусов выше, чем окружающая температура, а от вакуумные устройства имеют более высокую степень нагрева теплоносителя. Таким образом в зимних условиях вакуумный коллектор будет более эффективен, да и просто возможен в использовании. Они также лучше сохраняют тепло при работе в пасмурную погоду и хорошо сохраняют тепловую энергию в холодных погодных условиях. Тем не менее общая хрупкость конструкции снижает срок службы вакуумных солнечных коллекторов, которые не дотягивают по этому показателю до плоских устройств. Последние при хорошем изготовлении могут прослужить в вашем доме от 15 до 30 лет.

Особенности, на которые стоит обратить внимание при выборе коллектора

Показатель передачи лучистой солнечной энергии солнца в тепловую энергию теплоносителя в вакуумном солнечном коллекторе напрямую зависит от величины трубок этого устройства. Если вакуумная трубка коллектора будет короткая и тонкая, то она не сможет достаточно эффективно аккумулировать вакуумную энергию. Обычно для комплектации вакуумных солнечных коллекторов используются трубки длиной до 2 метров с диаметром около 6 сантиметров. Внутри вакуумной трубки может монтироваться простая прямая или изогнутая U-образная трубка для более эффективного сбора тепла.

Установка солнечного отопительного коллектора

Солнечный отопительный коллектор вместе с системой аккумуляции тепла и теплообменным контуром в сборе представляет собой довольно сложную технологическую систему. Комплекты такого оборудования оснащаются подробными инструкциями по установке, также в сети Интернет можно найти подробные видеоуроки. Но перед покупкой и установкой солнечного коллектора необходимо составление проекта отопительной системы. В этот процесс обязательно нужно привлекать специалиста, который произведет необходимые расчеты материалов и оборудования.

Использование альтернативных источников энергии может существенно снизить затраты на содержание вашего дома, более того, оно может сделать вас независимыми от поставщиков традиционной энергии.

Солнечные коллекторы для отопления дома: видео

Честные отзывы о работе солнечных коллекторов различных моделей для отопления дома

Модель КС 2000

Время работы — 3 года:

Модель RKraft

Время работы — 5 лет:

Вакуумный коллектор Altek

1 год эксплуатации:

Эффективность работы вакуумного коллектора зимой:

Модель Chromagen

Опыт эксплуатации — 4 года:

Модель АТМОСФЕРА СВК Nano

На рынке с 2013 года:

Можно ли сделать реально работающий солнечный коллектор своими руками?

Солнечный коллектор своими руками – нагрев воды солнцем

Солнечный коллектор позволяет использовать дармовую энергию солнца для отопления или подогрева воды на бытовые нужды, причем и в межсезонье и зимой. Дает значительную экономию, так как хорошие модели вырабатывают приличное количество тепла.

Но хороший заводской солнечный коллектор стоит столько, что всегда возникает вопрос, — окупится ли он вообще или дешевле нагреть воду газом?

Насколько выгодны солнечные коллектора

Окупаемость таких устройств зависит от широты использования. В южных районах, где много солнца, они выгодны. Но на уровне 52 параллели у нас они уже не окупаются, если используются для отопления (зимой солнца мало), но окупаются и севернее, если используются для ГВС в межсезонье и летом.

В Европе, например, где газ дороговат, а техника дешевая, коллектора однозначно выгодны для отопления, даже в северных районах.

У нас точно выгодными оказываются наиболее дешевые летние солнечные коллектора, которые можно изготовить буквально из подручных материалов, или которые сделаны «полукустарно» на местных производствах.

Они используются для подогрева воды в бассейне, летнего душа, ГВС в доме и отопления домов в межсезонье. В зимних условиях дешевые (самодельные) коллектора не могут соперничать по КПД с заводскими, становятся скорее охладителями, поэтому не используются.

Как обычно устроен солнечный коллектор

Плоский коллектор с трубкой. Представляет собой лист металла темной расцветки (поглощающий лучевую энергию) с прикрепленной к нему медной трубкой, по которой движется теплоноситель. Помещен в короб с теплоизоляцией толщиной от 50 мм. Со стороны солнца закрыт стеклопакетом.

Такой заводской коллектор дает в летний день до 600Вт с метра квадратного своей площади – весьма мощный нагрев. В межсезонье в полдень – до 300 Вт.

Трубчатые конструкции солнечных коллекторов здесь подробно рассматриваться не будут, так как их нельзя повторить в домашних условиях. Они представляют собой различные трубки из стекла, в том числе с обратным отражением солнечной энергии, с легко испаряющимися жидкостями, вакуумные… Это наиболее дорогие конструкции, которые можно заказать в организациях, после чего преступить к практическому изучению вопроса, на тему как их эксплуатировать, чтобы окупить в видимой перспективе….

Но КПД их больше, а самое главное зимой они вырабатывают тепло начиная с мощности солнечного излучения 20 Вт/м кв., в то время как заводские плоские – 100Вт/м кв., если меньше – они просто не греют воду, а самодельные….

Как используется тепло от солнечного коллектора

Солнечный коллектор вырабатывает больше энергии тогда, когда она меньше всего нужна – в самый жаркий полдень. Летом энергии на порядок больше, чем зимой. В межсезонье ее также маловато… Тепловая энергия от солнечного коллектора в первую очередь идет на подогрев воды для бытовых нужд, на нагрев летнего бассейна или душа, а также на отопление здания.

Чтобы ее использовать для ГВС, теплоноситель от коллектора должен поступать в спираль бойлера-теплообменника. Такие косвенные бойлеры с несколькими спиралями нагрева можно приобрести заранее.
Чтобы использовать тепловую энергию от коллектора для отопления, ее нужно накапливать в буферной емкости.
Летний нагрев бытовой воды может быть прямым – вода из бассейна и душа может прокачиваться через солнечный коллектор напрямую.

Как изготавливается солнечный коллектор своими руками

Типичная самодельная конструкция солнечного коллектора – просто спираль черной трубы ПНД, прикрепленной хомутами к какому-либо металлу. Или даже без металла. Общая площадь 2 – 6 м кв. позволяющая развить 1 кВт и более мощности в солнечный полдень. Такие коллектора с утеплением 50 мм экструдированным пенополистиролом, закрываются со стороны солнца светостабилизированной полиэтиленовой пленкой, используются для нагрева воды Устанавливаются под солнце на открытой площадке.

Более основательная конструкция – черный металлический лист с пришитым к нему скобами медным змеевиком из мягкой меди диаметром 10 мм. Площадь коллектора обычно до 10 м кв. Не нужно ее слишком увеличивать, так как при этом КПД будет падать. Утепляются с тыла, закрываются обязательно стеклом или стеклопакетом.

Типичных конструкций не существует, и расчет ожидаемой отдачи всегда не верен. Но по результатам собственных экспериментов можно создать своими руками коллектор на солнечной энергии, который окажется даже на удивление работоспособным. Ведь энергии солнца на самом деле весьма немало…

Как подключить солнечный коллектор к баку (душу) самотечно

Слабым местом для летних солнечных коллекторов остается необходимость использования насоса. Это резко удорожает конструкцию или делает ее вовсе не приемлемой.

Но можно сделать нагревающийся бак, соединенный с солнечным коллектором так, чтобы жидкость двигалась самотечно. Принцип самотека сохраняется – нагреватель расположен ниже, чем накопитель (радиатор).

По данной схеме, при применении труб от ¾ дюйма вода должна двигаться самотечно. Из данного бака нагретую воду можно слить и в бассейн.

Как подключить коллектор к ГВС

Лучшая денежная выгода получается от изготовления и эксплуатации коллектора из алюминиевых или медных трубок на металле под стеклом, с подключением его к системе ГВС.

Поскольку коллектор и спираль в бойлере представляют собой малогабаритную нагреваемую систему, она должна снабжаться расширительным баком, предохранительным клапаном. Циркуляция осуществляется с помощь маломощного насоса. Хороший коллектор обеспечит дом горячей водой и в межсезонье….

Солнечный коллектор своими руками: принцип сборки

Оглавление:
Устройство и принцип работы солнечного коллектора
Солнечный коллектор своими руками: как и из чего изготовить

Дороговизна традиционных энергоносителей, используемых в быту, заставляет человека двигаться дальше и искать новые источники энергии, которые в полной мере могли бы заменить существующие. Наиболее часто используемой альтернативной энергией является солнечная – ее человек уже достаточно эффективно научился использовать в разных направлениях. Об одном из таких направлений пойдет речь в этой статье, в которой вместе с сайтом stroisovety.org мы рассмотрим вопрос нагрева воды с помощью солнечной энергии и поговорим о том, как сделать солнечный коллектор своими руками.

Солнечные коллекторы для отопления фото

Устройство и принцип работы солнечного коллектора

Чтобы понимать, с чем придется столкнуться на пути изготовления солнечного водонагревателя, для начала необходимо разобраться с его конструкцией и принципом работы. Как ни странно, но солнечный коллектор для нагрева воды устроен достаточно просто – в его принцип работы заложены элементарные законы физики, согласно которым жидкость с большей плотностью вытесняет менее плотную жидкость.

По сути, такой же принцип работы заложен в работу системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя – горячая вода поднимается вверх, а холодная помогает ей в этом. Разница между таким отоплением и солнечным коллектором заключается исключительно в способе нагрева жидкости, в нашем случае – воды, которая просто нагревается на солнце.

Солнечный коллектор для нагрева воды фото

Итак, исходя из этого принципа вырисовывается и самая оптимальная конструкция солнечного водонагревателя – по сути, это вертикально расположенный змеевик, вода в котором по мере нагревания поднимается в его верхнюю точку, после чего благополучно поступает в накопительный резервуар, из которого осуществляется забор жидкости.

Следует понимать, что для эффективной работы самодельный солнечный коллектор необходимо обеспечить естественной циркуляцией жидкости – остывшая или не до конца нагревшаяся вода с накопительного бака должна поступать в коллектор, из которого после очередного цикла подогрева возвращаться в накопительный резервуар, требующего, кстати, хорошего утепления.

Плоский солнечный коллектор фото

Исходя из выше изложенного, формируется и принцип установки различных узлов альтернативного солнечного обогревателя. Чтобы обеспечить жизненно важную циркуляцию жидкости, не прибегая к помощи насоса, установка солнечного коллектора выполняется в самом высоком месте (как правило, на крыше), а монтаж накопительного резервуара ниже него (например, на чердаке).

Такое устройство, установленное на доме и изготовленное в заводских условиях с применением современных технологий, способно не только обеспечить небольшой домик горячей водой, но и теплом. Да, солнечный коллектор даже зимой работает не только в системе водоснабжения, но и в системе отопления. Но это заводской коллектор, изготовленный из вакуумных трубок и практически не имеющий теплопотерь. А самодельный солнечный коллектор для дома реально справится только с обеспечением горячей воды, и то лишь в ясный солнечный день. Но даже это неплохо и позволяет сэкономить немало дорогостоящих природных ресурсов.

Солнечные коллекторы для дома фото

Солнечный коллектор своими руками: как и из чего изготовить

Для начала разберемся с основанием для солнечного коллектора – наиболее простым решением будет собрать его на большом листе толстого пластика. Можно использовать и материал типа ОСБ-3, но его придется капитально защитить от атмосферной влаги. Но даже с учетом таких мер предосторожности обеспечить долгий срок эксплуатации основания не получится, поскольку дерево есть дерево. Поэтому пластик будет именно тем материалом, который, как говорится, прописал доктор – легкий, прочный и долговечный.

Основание для солнечного коллектора должно притягивать солнечный цвет, а не отражать. В этом отношении лучшим вариантом будет его черная окраска. С этим, я думаю, у вас проблем не возникнет.

Солнечный коллектор своими руками фото

Теперь о самом коллекторе. В идеале его необходимо изготовить из прозрачного материала – трубки из стекла или прозрачного пластика будут наиболее рациональным решением. В принципе, их можно заменить обыкновенной металлопластиковой трубой, окрашенной в черный цвет – этот материал для коллектора достаточно легко уложить и закрепить на основании.

Здесь следует принимать во внимание один нюанс – площадь обогрева. Трубки придется укладывать как можно плотнее друг к другу. Если вы думаете, что ее легко изогнуть под малым радиусом закругления, вы ошибаетесь. Придется использовать массу соединительных угловых фитингов. Закрепить трубу на пластиковое основание можно с помощью клипс, предназначенных для ее монтажа. На краях коллектора необходимо установить концевые фитинги – к верхнему краю через тройник привинчивается сбросник для воздуха (можно автоматический) а к нижнему – посредством отдельной трубы подключается накопительный резервуар.

Самодельный солнечный коллектор фото

Вот мы добрались и до теплозащищенного накопительного бака. Пожалуй, здесь ни у кого не возникнет вопросов, из чего его сделать. Вы правы, нам нужен электрический водонагреватель. Именно его можно будет зимой использовать по назначению, а летом, когда много солнечных дней, применять в качестве хранилища нагретой солнечными лучами воды. Так что не спешите его разбирать и удалять всю начинку.

Теперь о его подключении. Для начала подсоедините бак к системе существующего водопровода положенным для него способом. Потом к патрубку холодного водопровода через тройник и отсекающий кран подсоедините низ солнечного коллектора. Точно так же, только к верхнему концевому фитингу, необходимо подсоединить через тройник и кран патрубок горячего водопровода.

Как собрать солнечный коллектор своими руками фото

Вот, в принципе, и все. Осталось только разобраться, как вся эта система работает и как ею управлять. Это не так уж и сложно, как вам кажется. Вместо привычных двух отсекающих кранов в нашей ситуации имеется четыре – с их помощью и будем переключать систему в зимний и летний режим работы. Для лета необходимо открыть все четыре крана и отключить подачу электроэнергии. Для зимы краны, обеспечивающие циркуляцию воды через плоский солнечный коллектор, нужно закрыть и включить подачу электроэнергии на водонагревательный бак.

Как видите, все просто, но необходимо помнить, что при переходе на зимний период воду с коллектора нужно слить – иначе она замерзнет, и все ваши труды пойдут насмарку.

Как работает солнечный коллектор зимой

Именно так собирается солнечный коллектор своими руками. Конечно, его эффективность не идет ни в какое сравнение с производительностью заводского агрегата, в котором для нагрева воды используются вакуумные трубки, но все же он в состоянии сэкономить изрядную часть семейного бюджета.

Автор статьи Александр Куликов

Солнечный коллектор своими руками для отопления дома

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;
наружный теплообменник старого холодильника;
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.

Солнечный коллектор своими руками: воздушный и плоский

Использование солнечной энергии для отопления дома хорошо всем, кроме того, что стоят эти системы очень уж недешево. Но многие системы при наличии хотя бы относительно «прямых» рук, желания, времени и некоторого количества денег, достаточно просто реализуются самостоятельно. Рассмотрим несколько вариантов тепловых коллекторов, сделанных умельцами своими руками.

Воздушный солнечный коллектор, сделанный своими руками

Воздушные коллекторы любой конструкции использовать как основное отопление не удастся: слишком низкая эффективность. А все потому, что теплоемкость воздуха во много раз меньше, чем воды. Но в качестве дополнительного источника тепла для снижения расходов за отопление — это вполне возможно.

Этот воздушный коллектор занимает всю южную стену. Благо, выходит она на задний двор и ничем не затенена. Скажем сразу: получилось неплохо по эффективности. При дневной температуре +2^oC на выходе воздух был +65^oC.

Итак, очищаем, ровняем, на всю поверхность стены прикрепляем черную плотную пленку (от 100 до 200 мк). Для лучшего эффекта можно под пленку теплоизоляцию набить, так будет нагрев еще более значительным. Но без изоляции стена будет служить теплоаккумулятором, так что можно и так.

Как сделать воздушный коллектор для отопления (для увеличения размера кликните по фото)

Вверху справа и слева делаем два отверстия, через которые будет происходить обмен воздуха. По контуру каждого из них набиваем бруски. Бруски (20*40 мм) крепим и по периметру стены, и на расстоянии примерно 80 см снизу и сверху поперек стены. По опыту эксплуатации можно уже сказать, что лучше поперечные промежуточные бруски не делать сплошными, а оставлять зазоры в 15-20 см. Получится своеобразный лабиринт. К нижним и верхним брускам крепим заглушки для выбранного профиля профнастила.

Теперь на собранную раму устанавливаем гофрированные листы, окрашенные в черный цвет. Цвет может стать проблемой — нет у нас в продаже такого. Но выйти из положения можно, покрасив поверхность черной термостойкой краской.

Для крепления листов профнастила и одновременно, для устройства лабиринта нужно в местах стыка листов прибивать вертикальные планки. Только они не должны доходить до поперечных перекладин. Так будет воздух свободнее двигаться и эффективность его нагрева повысится.

Это уже почти финал

Закрепив листы профнастила, все стыки хорошо нужно загерметизировать. С боков заложить кусками пенополистирола, плотно забить щели чем-то, все это замазать герметиком. Тоже проделать внизу и вверху. С местами стыка листов все чуть проще: заполняем герметиком. Черный герметик, больше подходит по цвету, но это жаростойкий, дорогой. А те, что дешевле — красного цвета. Наверное, можно все залить силиконом, но в данном случае использован черный.

Теперь поверх профнастила набиваем каркас для стекла. Чем больше будет лист стекла, тем большую его толщину нужно брать. Это не очень хорошо с финансовой точки зрения. К тому же светопропускание у толстого стекла меньше. Потому решетку собираем под не очень большие фрагменты стекол. Слишком маленькие куски — это тоже нехорошо: много стыков. Много стыков — значит, через них может утекать тепло, и к тому же швы отнимают полезную площадь, через которую попадает в наш воздушный коллектор солнце. Чтобы бруски не портили картину, и также служили общему делу собирания тепла, их красим в черный цвет.

На готовую и высохшую решетку крепим стекла (можно использовать прозрачный пластик, но нужно смотреть чтобы он хорошо пропускал свет). Нормальная толщина стекла 3-5 мм. Все стыки заделываем силиконовым герметиком. Герметик распределить ровно не получилось, потому все заклеено еще и черным скотчем. Хотя, наверное, зря. Зато получилось красиво. Осталось только собрать воздуховод. Сложного тут ничего нет: приделываете гофро-рукав или собираете конструкцию из жести, к ней крепите вентилятор. В этом варианте был использован канальный, а крепить его пришлось при помощи кусков от старой велосипедной камеры. Вот и все, воздушный коллектор для отопления своими руками собран.

Плоский солнечный коллектор из шланга

Каждый, наверное, замечал, что в оставленном на солнце шланге вода сильно нагревается. И это можно использовать для нагрева горячей воды. Летом таким образом можно нагревать воду в бассейне или для дома. Зимой, к сожалению, ничего не выйдет, но идея проста до неприличия.

Некоторые умудряются греть воду в черной трубе, скрученной змейкой делать (кликните по картинке чтобы увеличить ее размер)

Просто сворачиваете черный (обязательно) шланг в плоскую бухту, закрепляете его каким-то образом и устанавливаете на крыше. Некоторые умельцы умудряются разложить его просто на черепице, другие делают небольшие кассеты из тонкого листового металла или фанеры. Красят кассеты в черный цвет, а на них уже закрепляют шланг. Крепить можно любым доступным методом. Хоть одиночными фиксаторами, хоть ленточными, можно использовать металлическую ленту и саморезы. Крепеж любой, но надежный — система работает с насосом, так что давление будет серьезное.

Способы крепления труб для тех, кому такая идея понравилась (кликните по картинке чтобы увеличить ее размер)

Несколько этих кассет размещаете на крыше. Концы заводите на две гребенки: подающую, где будет течь холодная вода и отводящую, где собираться будет уже нагретая. На подающем трубопроводе установлен циркуляционный насос. С системой, кажется, все понятно. Вот только учтите, что воды в каждой такой кассете будет прилично: не перегрузите кровлю.

Подробнее о солнечных коллекторах и их видах читайте тут. Возможно, вас заинтересует статья о солнечных батареях.

Вот еще один вариант в видео- формате самодельного солнечного коллектора. Для отопления дома зимой его нужно будет усовершенствовать, но для весеннего или осеннего варианта этот неплохо работает.

Тепловой коллектор своими руками

Идей и разных модификаций самодельных солнечных коллекторов немало. Это еще одна из них. Чуть измененная версия представленного выше варианта. Тут на обширном листе толстой фанеры закреплены трубки. Фанера предварительно окрашена в черный цвет. Трубы негибкие, потому использованы фитинги, схема укладки — змейка. Времени на сборку пошло немало. Все дело в правильном подключении. Для использования с естественной циркуляцией контур слишком длинный, потому обязательна установка циркуляционного насоса.

Этот плоский коллектор требует терпения: соединение труб на фитингах

Возможно, вам будет интересно, как сделать солнечную батарею своими руками.

Итоги

Все эти самодельные солнечные коллекторы легки в изготовлении и не требуют больших затрат. Но все конструкции идеальны, но это — рабочие модели. В каждом из них вы можете изменить то, что вам кажется неправильным, и потом с полным правом говорить, что эту модель солнечного коллектора вы не только сделали своими руками, но и сами ее усовершенствовали.

Своїми руками — Солнечный коллектор своими руками — подробная инструкция — Гелио и геосистеми

В рамках тренинга по изготовлению солнечного коллектора своими руками “Увімкни сонце – живи комфортно” был создан полностью функциональный образец для обеспечения горячей водой санузла в Винницком национальном техническом университете.

Итак задача.
Создать солнечный коллектор своими руками размером в 2 м2 (такой площади достаточно для бытовых нужд) и объемом бака 100-200 л. Система будет пассивной — циркуляция теплоносителя будет осуществляться по принципу конвекции.

Создание солнечного коллектора можно разделить на несколько этапов.

1. Изготовление коллектора:
1) изготовление рамы;
2) сварка абсорбера;
3) покраска абсорбера;
4) утепление;
5) установка стекла — прозрачная изоляция;
6) окончательная сборка.
2. Изготовление бака:
1) подготовка бака-аккумулятора;
2) монтаж змеевика-теплообменника;
3) подключение фитингов.
3. Установка солнечного коллектора и бака:
1) установка кронштейнов;
2) установка солнечного коллектора;
3) установка бака.
4. Подключение:
1) подключение труб к коллектору и врезка в систему водоснабжения;
2) теплоизоляция труб;
3) расширительный бачок;
4) заполнение системы теплообменника.

Добавлено через 7 минут 3 секунды
Материалы которые нам понадобятся для изготовления солнечного коллектора своими руками:
— брус;
— минеральная вата;
— стекло;
— трубы 20-ка;
— квадратная труба 20-ка;
— уголок;
— профиль;
— листы металла;
— уплотнители для стекла;
— фитинги;
— бак;
— краска;
— матовая термостойкая черная краска;
— трубы для подвода воды;
— труба с хорошей теплопроводности для изготовления змеевика;
— трубная теплоизоляция;
— лист влагостойкой фанеры или ОСБ;
— дюбеля, саморезы;
— другое…

Фитинг — труба с наружной резьбой

Бак — старый нерабочий бойлер. Удобно использовать, поскольку бак идет сразу утепленным. (Первый бак который предполагалось использовать оказался неподходящим, но об этом позже).

Полуавтомат и стальная бляха на заднем фоне размером 1,03*2,07 м

Уплотнитель для крепления стекла

Жидкость которую будем использовать в нашем коллекторе

Трубы, изоляция, фитинги, краска, анкера и прочее

Металлические трубы, уголок для кронштейнов

Брус, минеральная вата

Если что-то непонятно — буду рад ответить на все вопросы!

Начали с постановки задач

Солнечные коллекторы своими руками

Разве вы не хотели бы отапливать дом с помощью бесплатной энергии солнца? Существуют простые, недорогие, самостоятельные солнечные проекты, которые могут снизить ваши счета за отопление.

Солнечная энергия может улавливаться самодельными солнечными коллекторами горячего воздуха и термосифонными панелями для обеспечения бесплатного тепла. Установки направляют нагретый солнцем воздух через окно или проем в стене в соседнюю комнату.

Если вы серьезно настроены сократить счета за отопление дома этой зимой, вам поможет один из этих недорогих домашних проектов:

Захват солнечного тепла
Постройте этот простой солнечный обогреватель, который висит за окном и посылает в комнату бесплатное солнечное тепло.

План здания для захвата солнечного тепла
Из этого подробного крупномасштабного плана можно построить теплоотвод.

План строительства солнечного коллектора горячего воздуха
Этот коллектор горячего воздуха навесного типа поможет отапливать ваш дом зимой и предоставит место для хранения летом.

Солнечный коллектор горячей линии
Он похож на обычный плоский солнечный коллектор, но уникальность этой панели заключается в том, что она содержит специально изогнутый отражатель, который концентрирует падающий солнечный свет на клиновидной абсорбционной трубке.

Панели солнечного обогрева штормового окна
В этой статье подробно рассказывается, как использовать переработанные штормовые окна для создания солнечного коллектора горячего воздуха, который доставляет тепло в дом через вентиляционное отверстие, установленное в южной стене или окне.

Солнечная панель горячего воздуха
Постройте эту настенную воздушную панель с термосифонированием (TAP), чтобы обогревать комнату в вашем доме силой солнца.

Ультра-простой солнечный настенный обогреватель горячего воздуха
Это устройство сделано путем покрытия каркаса 9 на 14 футов из досок 1 на 6 дюймов прозрачным пластиком, установки панели на южной стене и установки верхних и нижних вентиляционных отверстий в доме.

Солнечный нагреватель горячего воздуха для банок из вторичного сырья
Алюминиевые банки, разрезанные пополам, используются для изготовления абсорбирующей пластины для этого солнечного коллектора горячего воздуха с двойным остеклением. Температура в коллекторе достигает более 200 градусов, а первоначальный блок снизил расходы на отопление церкви в Новой Англии более чем на 60 процентов.

Супер легкий, супер недорогой гофрированный коллектор горячего воздуха на солнечных батареях
Вы можете построить этот настенный коллектор горячего воздуха размером 8 на 12 футов из гофрированного стекловолокна, чтобы обогревать дом.

Автоматический контроль коллектора
Гофрированный коллектор для горячих волос (вверху) будет более эффективным с этим автоматическим термостатом.

Недорогой солнечный коллектор горячего воздуха
Вы можете обогреть здание размером 30 на 40 футов с помощью этого настенного солнечного коллектора.

Первоначально опубликовано: февраль / март 2006 г.

DIY Солнечное отопление с теплоотводом — DIY

Этот супер-простой и сверхэффективный солнечный коллектор для отопления своими руками можно собрать всего за час!

Некоторые климатологи предсказывают, что предстоящая зима может быть более холодной, чем предыдущая.Но даже если этот прогноз сбудется, вам будет намного теплее во время предстоящей осады с ясной, но отрицательной погодой, чем в холодную погоду января и февраля прошлого года, если в вашем доме или квартире есть одна или несколько незатененных южных сторон. лицом к окнам, и если вы оборудуете эти окна с помощью Heat Grabber. (См. Галерею изображений для планов Heat Grabber или щелкните здесь, чтобы просмотреть планы большего размера, которые вы можете заказать.)

Хотите верьте, хотите нет, но этот простой и эффективный солнечный коллектор для отопления своими руками в виде «оконной коробки» может быть изготовлен опытным домашним мастером всего за час (или менее чем за два часа среди нас, которые более неуклюжи) для удивительно низкая цена 32 $.18 (расшифровку материалов см. На следующей странице, цены с 1977 г.). И после постройки это прочное устройство должно прослужить долгие годы.

Секрет быстрой сборки и низкой стоимости Heat Grabber — это новая изоляционная плита из жесткого пенопласта производства Celotex. Эта плита, получившая торговое название «Thermax TF-610», для прочности пропитана стекловолокном, облицована с обеих сторон тяжелой алюминиевой фольгой и доступна толщиной от 3/8 дюйма до 1-7 / 8 дюйма. Celotex фактически продает этот материал как замену обшивке из прессованного волокна или «школьной доске», которая сейчас используется подрядчиками при строительстве домов с деревянным каркасом, и не рекомендует его для каких-либо других целей. MOTHER EARTH NEWS Исследователи , однако, провели тепловые и другие испытания изоляционной плиты и пришли к выводу, что она почти идеальна для использования в быстрых, простых и недорогих солнечных коллекторах, таких как Heat Grabber.

Да, у базового листа Thermax TF-610 есть небольшой недостаток. Его поверхность из алюминиевой фольги может быть относительно легко проколота любым, кто намеревается это сделать. Однако есть по крайней мере два решения этой проблемы: [1] Заменить Thermax-610 / .019, который представляет собой ту же пену, но покрыт с одной стороны гораздо более тяжелым слоем алюминия, на указанный здесь Thermax-610. , или [2] используйте Thermax-610, предусмотренный в наших планах, и защитите стороны и низ готового коллектора кожухом из обрезков древесины.Второй вариант будет дешевле, чем первый, но на самом деле ни один из вариантов действий не требуется, если только вы не живете в районе с высоким уровнем вандализма.

Идеальный угол для размещения солнечного коллектора, обращенного на юг (в Северном полушарии) или коллектора, обращенного на север (в Южном полушарии), — это ваша широта плюс 10 градусов. В сумме это составляет 45 градусов для офисов MOTHER EARTH NEWS North Carolina (которые расположены в 35 градусах к северу от экватора), и это угол, показанный на следующих планах.Пожалуйста, примите это во внимание при выполнении разрезов, указанных в шагах 3 и 6 на схемах в галерее изображений.

(Майами, например, расположен примерно в 25 градусах северной широты, что означает, что коллекторы должны быть расположены под углом 35 градусов к горизонту, что, в свою очередь, означает, что срезы 67,5 градусов, указанные в следующих планах, должны составлять 72,5 градуса. для Майами, сокращение должно быть 65,75 градуса для Вашингтона, округ Колумбия, 61,5 градуса для Сиэтла и 54,5 градуса для Анкориджа.Вы можете рассчитать конкретный угол для вашего собственного местоположения (вычтите вашу широту плюс 10 из 180 и разделите на два) или просто усредните его из цифр, приведенных здесь. (Угол критический, но не , а критический.)

Помните, что все размеры, указанные на чертежах, предназначены для коллектора, специально предназначенного для установки окон в одном конкретном доме. Если ваши окна шире или не так широки, не стесняйтесь строить свои тепловые захваты соответственно. И не стоит излишне зацикливаться на том, чтобы удерживать верхнюю и нижнюю воздушные камеры в коллекторе точно такой же глубиной, как показано здесь.Вариант на полдюйма или больше вполне подойдет. На самом деле, очень трудно удержать этот маленький BTU-граббер от работы, если его проходы достаточно глубоки, чтобы воздух мог вообще циркулировать по ним.

Последнее предупреждение: хотя одинарное стекло, используемое для покрытия прототипа Heat Grabber, не более и не менее безопасно, чем одинарное стекло, которое в настоящее время используется в миллионах штормовых дверей и окон по всему континенту. Он может сломаться и, возможно, порезать вас или ребенка, если по какой-либо причине кто-то из вас в него упадет.Примите все меры, которые сочтете необходимыми, чтобы подобная авария никогда не произошла.

Как работает теплоотвод

Heat Grabber — это не что иное, как непромокаемый бокс, который изолирован снизу и по бокам и покрыт стеклом. Изолированный разделитель расположен внутри этого ящика и выдвинут своим верхом, образуя открытую «губу» на верхнем конце ящика. Этот выступ предназначен для зацепления за подоконник, чтобы само окно можно было плотно опустить на стекло, которое закрывает верхнюю часть устройства захвата тепла, оставляя основной корпус солнечного коллектора «прислоненным» к южной стороне дома на угол 45 градусов или лучше.(См. Иллюстрацию в галерее изображений — Как это работает.)

Управление устройством так же просто. Когда светит солнце, его лучи проходят через стекло в верхней части устройства захвата тепла, падают на верхнюю поверхность перегородки (которая окрашена в черный цвет) и нагревают алюминиевую фольгу, покрывающую перегородку. По мере того как фольга нагревается, она, в свою очередь, нагревает воздух рядом с собой. И этот воздух, как и следовало ожидать, поднимается вверх по поверхности перегородки и начинает выливаться через отверстие в верхней части устройства захвата тепла.

Но, конечно, этот горячий воздух не может двигаться вверх по поверхности перегородки, если он не тянет холодный воздух вокруг ножки перегородки, чтобы занять свое место. Который втягивает еще больше холодного воздуха через нижнее отверстие в верхней части коллектора (единственное место, где холодный воздух может попасть в герметичный блок) и вниз под центральную перегородку.

Итак, у нас есть солнечный комнатный обогреватель с «конвективной петлей», который автоматически работает только на солнечной энергии. Всякий раз, когда светит солнце, этот умный маленький блок (который, насколько мы можем судить, кажется старым дизайном Стива Бэра, модифицированным Уильямом А.Шурклиффа и дополнительно уточненных некоторыми из сотрудников MOTHER EARTH NEWS) просто сидит и радостно нагнетает в дом тысячи БТЕ тепла. А когда солнце перестанет светить? Воздух в ящике охлаждается и пытается опуститься к подошве коллектора, что «отключает» весь конвективный контур. (Другими словами, Heat Grabber будет извергать тепло в комнату, когда светит солнце, но он не будет отводить тепло из комнаты, когда солнце не светит.)

Инструменты для сборки устройства захвата тепла

Thermax настолько прост в эксплуатации, что вам не понадобятся пилы, молотки или другие «обычные» столярные инструменты для создания этого солнечного коллектора.На самом деле, Heat Grabber был сконструирован с использованием немногим больше, чем транспортир, рулетка, кисть и два маленьких ножа «мы сами их сделали». (См. Иллюстрацию в галерее изображений — Инструменты.)

Эти ножи представляют собой не что иное, как блоки из твердой древесины размером 1 дюйм на 2-1 / 2 дюйма, вырезанные для удобного размещения в руке. Затем куски дерева были прорезаны и закреплены болтами 10-32 и барашковыми гайками для захвата лезвий универсального ножа Stanley 1992-5 либо под углом 45 градусов (для разрезов V), либо под углом 90 градусов (квадратные разрезы) к блокам. лица.

Все разрезы на Thermax, используемом в коллекторе, были сделаны прямыми и точными путем скольжения одного или другого из двух ножей по доске или другой линейке, которая была прикреплена к жестким листам пенопласта. Для V-образных разрезов лезвие ножа под углом 45 градусов было настроено так, чтобы разрезать только примерно на 1/32 дюйма алюминиевой облицовки на «дальней» стороне листа (не полностью через облицовку или пенопласт. Поскольку толщина пены незначительно варьируется, эта настройка (по большей части) не позволяла лезвию резать слишком глубоко.Два таких разреза (с переустановкой линейки между ними), конечно, были необходимы для завершения каждой буквы «V».

А если не хотите делать V-образные разрезы и складывать коробку солнечного коллектора? Затем просто соберите свой «тепловой захват» из отдельных частей Thermax, сделанных с надрезом под прямым углом; снимите алюминиевую пленку со стыковой поверхности каждого стыка; и склеиваем секции — поролон с пеной — вместе.

Материалы для захвата тепла

Кол-во	Материал	Стоимость нашей единицы	Стоимость использованных материалов
1 л.	1 дюйм на 4 фута 8 футов Celeotex Thermax TF-610	10 долларов США.75	$ 10,75
1/2 листа +	3/4 дюйма на 4 фута 8 футов Celotex Thermax TF-610	8,85	4,60
1 трубка	Клей для панелей Liquid Nails	1,00	1,00
1/2 трубки	силиконовый герметик	3.50	1,75
16	Гвозди отделочные № 8 (накатанные)	0,00	0,00
3 штуки	стеклорез одинарной прочности t fit	(заказ «все включено»)	10,49
1/4 рулона	изолента цельнометаллическая из алюминиевой фольги	4.00	1,00
1 кварт	Краска черная плоская Rustoleum	2,59	2,59

Общая стоимость материалов, использованных при строительстве оконного коллектора: 32,18 $

Размер коллекционера: 12,6 квадратных футов

Стоимость квадратного фута: 2,56 доллара США

Примечание: Все материалы были приобретены в розницу в местных торговых точках в Хендерсонвилле, Северная Каролина (1977).Ожидайте незначительных различий в ценах, указанных выше в вашем регионе, из-за различий в стоимости перевозки, политике дилеров и т. Д. Thermax TF-610, например, производится в Тампе, Флорида, и чем дальше вы живете от Флориды, тем больше у вас Дилер, вероятно, оплатит отгрузку панелей. Однако Celotex открывает несколько новых заводов по производству Thermaz по всей стране, и эта особая разница в ценах скоро исчезнет.

Первоначально опубликовано: сентябрь / октябрь 1977 г.

8 Забавные планы на солнечный воздухонагреватель «Сделай сам»

Отопление вашего дома не должно быть дорогостоящим делом.Вы можете наслаждаться теплыми температурами с помощью солнечной энергии, что помогает сэкономить на расходах на электроэнергию.

Важно помнить, что, хотя солнечные воздухонагреватели экономичны, они в основном являются дополнительными. На большинство из них нельзя положиться в холодные зимы.

Читайте дальше, чтобы узнать о планах самостоятельного изготовления воздухонагревателей на солнечной энергии, которые легко построить даже для тех, у кого нет знаний в области электротехники.

Объяснение схем воздухонагревателей на солнечных батареях

В большинстве солнечных воздухонагревателей концепция одинакова.Обычно холодный воздух попадает в солнечную панель, установленную на стене. Когда воздух проходит через панель, он нагревается и попадает в комнату.

Весь процесс осуществляется методом конвекции. При конвекции жидкость (в данном случае воздух) поднимается вверх, когда становится горячее и менее плотной. Напротив, более холодный и более плотный воздух опускается вниз под действием силы тяжести. Результатом этого цикла является передача тепла.

Таким образом, для увеличения теплопередачи в некоторых солнечных воздухонагревателях используется вентилятор, нагнетающий воздух.

Кроме того, окрашивая ящики коллектора в черный цвет, ваши панели поглощают больше тепла.

Планы солнечного воздухонагревателя для вашего дома

1. Ящики для солнечного воздухонагревателя

Приблизительно за 100 долларов вы можете построить свой собственный солнечный воздухонагреватель.

Главное — определить, где вы хотите разместить свой ящик. Для достижения максимальных результатов вы должны искать в вашем помещении такое место, которое не закрыто тенью.

Вам понадобятся:

Фанера
3-дюймовый шланг
Пена
Полипластик
Скобы, винты и гвозди
Клей
Шнур
дюбеля
дюбеля 9260 или любой другой материал, который вам подходит.
Постройте коробку и прикрепите к ней шланг, чтобы он входил через входное отверстие внизу и выходил через другое отверстие вверху.
Заполните оставшиеся места пеной и заклейте все трещины клеем.
Наконец, накройте всю коробку пластиком.
Затем прикрепите коробку к стене и пропустите шланг через окно.
Подробности здесь .
2. Солнечный воздухонагреватель Pop Can
Этот тип воздухонагревателя дает вам повод пить поп, так как это отличный способ переработать банки.Если у вас нет банок, вы можете купить их в центрах утилизации.
Как вариант, вы можете использовать пивные банки для проекта.
Что вам потребуется:
- Банки для пластиковых бутылок
- Фанера
- Древесина для сборки коллектора
- Герметик
- Коллекторы
- Черная аэрозольная краска
Из дерева создайте коллектор и установите коллекторы наверху и дно. Вырежьте выходное и входное отверстия сзади.
Первым шагом при изготовлении абсорбционных колонн является мытье банок.
Затем вырежьте дно и верхнюю часть банок, что может быть деликатной процедурой и может потребовать некоторой практики.
Затем склейте банки вплотную и сделайте столбик примерно по пять штук в каждой. Поместите все колонны в коллектор.
поместите все банки в коллектор
Наконец, покройте весь блок черным и накройте всю коробку прозрачным оргстеклом.
черный спрей
Вы можете закрепить этот блок на стене снаружи дома, обращенной к солнцу.
См. Пошаговое руководство здесь .
3. Сетчатый абсорбер Солнечный воздухонагреватель
В этом воздухонагревателе используется трехслойный экран.
Во-первых, список предметов:
- Дерево для сборки сборного ящика и рамы
- Скобы и скобозабивной пистолет
- Винты
- Силиконовый герметик
- Стекловолокно или черный алюминиевый экран
Создайте прямоугольную раму, которая будет зайти в коллекторный ящик.
Вместо стеклопластика можно использовать черный алюминиевый экран.
Вырежьте кусок экрана и прикрепите его к раме. Две другие части образуют верхний и нижний слои. Эти предметы теперь являются вашей амортизирующей рамой.
Как и в нагревателе для банок, сделайте впускные и выпускные отверстия в задней части коллекторной коробки.
Прикрепите коробку абсорбера к раме и закройте все отверстия.
Используйте перегородку для распределения воздуха, поступающего через впускное отверстие.
Вы можете найти полное руководство здесь .
4. Отдельно стоящий солнечный воздухонагреватель

Если вы хотите использовать солнечный воздухонагреватель в больших масштабах и у вас есть инструменты, вы можете выбрать эту опцию.
В обогревателе используется вентилятор для циркуляции воздуха по дому. Прелесть этого варианта в том, что к нему можно прикрепить таймер, который автоматически включается, когда появляется солнце. Он производит тепло до 127 градусов по Фаренгейту.
Что вам понадобится:
- Фанера
- Большие трубы
- Алюминиевые листы
- Металлические шпильки
- Вентилятор
Этот воздухонагреватель лучше всего построить в собранном виде. В противном случае его будет слишком тяжело поднять, если вы построите его на земле после завершения.
5. Водосточный воздухонагреватель

Эти водосточные желоба в вашем доме подходят для чего-то еще — вы можете сделать из них воздухонагреватель.
Вот элементы, необходимые для сборки:
- Фанера 21 и три четверти на 33 и три четверти дюйма
- Квадратные дюбели
- Стекло
- Стальной водосточный желоб
- Шланг
- Маленький вентилятор
Первым делом нужно построить каркас.
Затем разрежьте трубу на части. После этого просверливаем входные отверстия. Расположите трубы так, чтобы они совпадали с отверстиями.
Просверлите отверстие в коллекторной коробке, куда вы позже установите вентилятор.
Покрасьте коробку и трубы в черный цвет для максимального поглощения тепла.
Закрепите водосточную трубу на задней части коллектора, откуда выходит вентилятор.
Закройте всю установку стеклом.
6. Солнечный воздухонагреватель из гофрированной стальной панели

Если вам нужен солнечный воздухонагреватель, который выдает температуру 145 градусов по Фаренгейту за считанные минуты, вы можете подумать об этом самостоятельном решении.
Что вам потребуется:
- Пиломатериалы
- Стекло
- Фанера
- Дюбели
- Шланг
- Вентилятор
- Черная аэрозольная краска
- Силиконовый герметик
- Комплектующие, включая винты и гвозди для сборки 9000