Самодельный солнечный коллектор


    Содержимое:

  1. Из чего можно сделать гелиосистему
    1. Коллектор из поликарбоната
    2. Коллектор из вакуумных трубок
    3. Гелиосистема из пластиковых бутылок
    4. Коллектор из алюминиевых пивных банок
    5. Гелиосистема из холодильника
    6. Коллектор из медных трубок
    7. Солнечный бойлер из ПНД труб и ПВХ шлангов
  2. Как сделать селективное покрытие
  3. Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше
  4. Видеокурс по изготовлению панельного солнечного коллектора

Альтернативные источники возобновляемой энергии пользуются огромной популярностью. В некоторых странах ЕС автономное теплоснабжение покрывает более 50% потребностей в энергии. В РФ солнечные коллекторы пока не получили широкого распространения. Одна из основных причин: дороговизна оборудования. За гелиопанель отечественного изготовителя потребуется отдать не менее 16-20 тыс. руб. Продукция европейских брендов обойдется еще дороже, начиная с 40-45 тыс. руб.

Изготовление солнечного коллектора своими руками будет дешевле, по крайней мере в половину. Самодельный гелиоколлектор обеспечит достаточным количеством тепла для нагрева душевой воды на 3-4 человек. Для изготовления понадобятся строительные инструменты, смекалка и подручные средства.

Из чего можно сделать гелиосистему


Для начала следует разобраться в том, какой принцип работы использует солнечный водонагреватель. Во внутреннем устройстве блока присутствуют следующие узлы:

  • корпус;
  • абсорбер;
  • теплообменник, внутри которого будет циркулировать теплоноситель;
  • отражатели для фокусировки солнечных лучей.

Заводской коллектор для нагрева воды от солнца работает следующим образом:

  • Абсорбция тепла — солнечные лучи проходят сквозь стекло, расположенное поверх корпуса, либо через вакуумные трубки. Внутренний абсорбирующий слой, контактирующий с теплообменником окрашен селективной краской. При попадании солнечных лучей на абсорбер выделяется большое количество тепла, которое собирается и используется для нагрева воды.
  • Теплопередача — абсорбер расположен в тесном контакте с теплообменником. Аккумулируемое абсорбером и передаваемое теплообменнику тепло нагревает жидкость, движущуюся по трубкам к змеевику внутри бака теплонакопителя. Циркуляция воды в водонагревателе осуществляется принудительным или естественным способом.
  • ГВС — используется два принципа подогрева горячей воды:

    1. Прямой нагрев — горячая вода после нагрева попросту сбрасывается в теплоизолированную емкость. В моноблочной гелиосистеме в качестве теплоносителя используется обычная бытовая вода.
    2. Второй вариант — обеспечение ГВС с пассивным водонагревателем по принципу косвенного нагрева. Теплоноситель (часто антифриз) под давлением направляется в теплообменник гелиоколлектора. После нагрева разогретая жидкость подается в накопительный бак, внутри которого встроен змеевик (играющий роль нагревательного элемента), окруженный водой для системы горячего водоснабжения.
      Теплоноситель разогревает змеевик, посредством чего и передает тепло воде, находящейся в емкости. При открытии крана нагретая вода из теплоаккумулирующей ёмкости поступает к точке водоразбора. Особенность гелиосистемы с косвенным нагревом в способности работать в течение всего года.

Принцип работы, используемый в дорогостоящих заводских гелиосистемах, копируется и повторяется в коллекторах, изготавливаемых своими руками.

Рабочие конструкции солнечных водонагревателей имеют схожее устройство. Только изготавливаются из подручных материалов. Существуют схемы производства коллекторов из:

  • поликарбоната;
  • вакуумных трубок;
  • ПЭТ бутылок;
  • пивных банок;
  • радиатора холодильника;
  • медных трубок;
  • ПНД и ПВХ труб.

Судя по схемам, современные «Кулибины» отдают предпочтение самодельным системам с естественной циркуляцией, термосифонного типа. Особенность решения в том, что накопительную емкость располагают в верхней точке ГВС. Вода самотеком циркулирует в системе и подается потребителю.


Коллектор из поликарбоната

Изготавливают из сотовых панелей, отличающихся хорошими теплоизоляционными свойствами. Толщина листов от 4 до 30 мм. Выбор толщины поликарбоната зависит от необходимой теплоотдачи. Чем толще лист и ячейки в нем, тем больше воды сможет нагреть установка.

Чтобы самому сделать гелиосистему, в частности самодельный солнечный водонагреватель из поликарбоната, понадобятся следующие материалы:

  • две штанги с нарезанной резьбой;
  • пропиленовые уголки, на фитингах должно быть наружное резьбовое соединение;
  • пластиковые трубы ПВХ: 2 шт, длина 1,5 м, диаметр 32;
  • 2 заглушки.

Трубы укладывают в корпус параллельно. Подключают к ГВС через отсекающие краны. Вдоль трубы делают тонкий надрез, в который можно вставить лист поликарбоната. Благодаря принципу термосифона вода будет самостоятельно поступать в желобки (ячейки) листа, нагреваться и уходить в накопитель, расположенный вверху всей системы нагрева. Для герметизации и фиксации листов, вставленных в трубу, используют силикон, стойкий к термическому воздействию.

Чтобы увеличить теплоэффективность коллектора из сотового поликарбоната, лист покрывают любой селективной краской. Нагрев воды после нанесения селективного покрытия ускоряется приблизительно в два раза.


Коллектор из вакуумных трубок

В этом случае не получится обойтись исключительно подручными средствами. Для изготовления солнечного коллектора придется купить вакуумные трубки. Их продают компании, занимающиеся обслуживанием гелиосистем и непосредственно производители гелиоводонагревателей.

Для самостоятельного производства лучше выбирать колбы с перьевыми стержнями и тепловым каналом heat-pipe. Трубки легче монтировать и менять в случае необходимости.

Также нужно приобрести блок-концентратор для вакуумного солнечного коллектора. При выборе обращают внимание на производительность узла (определяется по количеству трубок, которые можно одновременно подключить к устройству). Раму изготавливают самостоятельно, собирая деревянный каркас. Экономия при изготовлении в домашних условиях, с учетом приобретения готовых вакуумных трубок, составит не менее 50%.

Гелиосистема из пластиковых бутылок

Для приготовления потребуется около 30 шт. ПЭТ бутылок. При сборке удобнее использовать тару одинакового размера на 1 или 1,5 л. На подготовительном этапе с бутылок снимают этикетки, поверхность тщательно промывают. Кроме пластиковой тары понадобится следующее:

  • 12 м шланга для полива растений, диаметром 20 мм;
  • 8 Т-образных переходников;
  • 2 колена;
  • рулон тефлоновой пленки;
  • 2 шаровых крана.

При изготовлении солнечных коллекторов из пластиковых бутылок внизу основания делают отверстие, равное диаметру горлышка, куда вставляют резиновый шланг, либо ПВХ трубу. Коллектор собирают в 5 рядов по 6 бутылок на каждой линии.


В ясный день уже через 15 мин. вода нагреется до температуры 45°С. Учитывая высокую производительность солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок имеет смысл подключить к накопительной емкости в 200 л. Последнюю хорошо утепляют для предотвращения теплопотерь.

Коллектор из алюминиевых пивных банок

Алюминий отличается хорошими теплотехническими характеристиками. Не удивительно, что металл используют для изготовления радиаторов отопления.

Алюминиевые банки можно применять при изготовлении самодельных гелиосистем. Для производства не подойдут банки из жести и любого другого металла.

Для одной гелиопанели будут необходимы следующие комплектующие:

  • банки, около 15 шт. на линию, в корпус вмещается 10-15 рядов;
  • теплообменник — используется коллектор из резинового шланга, или пластиковых труб;
  • клей для склеивания банок между собой;
  • селективная краска.

Поверхность банок окрашивается в темный цвет. Короб накрывают толстым стеклом или поликарбонатом.

Солнечный коллектор из алюминиевых банок чаще изготавливают для воздушного отопления. При использовании водяного теплоносителя снижается теплоэффективность устройства.

Гелиосистема из холодильника

Еще одно популярное решение, требующее минимальных затрат времени и средств. Солнечный коллектор делают из радиатора старого холодильника. Змеевик уже окрашен в черный цвет. Достаточно только уложить решетку в деревянный корпус с изоляцией и подключить его к ГВС, при помощи пайки.


Существует вариант изготовления из конденсатора кондиционера. Для этого несколько радиаторов соединяют в единую сеть. Если существует возможность приобрести дешево около 8 шт. конденсаторов, изготовление коллектора вполне возможно.

Коллектор из медных трубок

Медь отличается хорошими теплотехническими свойствами. При изготовлении медного солнечного коллектора используют:

  • трубы диаметром 1 1/4″, используемые при монтаже систем отопления и горячего водоснабжения;
  • трубы на 1/4″, используемые в системах кондиционирования;
  • газовая горелка;
  • припой и флюс.

Корпус радиаторной решетки собирается из медных труб с большим диаметром. В поверхности просверливают отверстия равные 1/4″. В полученные пазы вставляют трубы соответствующего диаметра. Радиатор закрывают стеклом или поликарбонатом. Медь окрашивают селективной краской.

Солнечный бойлер из ПНД труб и ПВХ шлангов

При производстве гелиосистем используют практически любой подручный материал. Существуют решения, позволяющие изготовить коллектор из гофрошланга, резинового шланга, используемого для полива растений.

Существует возможность изготовления солнечного коллектора из гофрированной нержавеющей трубы. Популярность решения обусловлена скоростью и простотой монтажа. Гофротруба из нержавейки укладывается кольцами или змейкой. Недостаток, относительная дороговизна нержавеющей гофрированной трубы.

Несмотря на существующие варианты, описанные выше, наиболее популярными остаются солнечные коллекторы из пропиленовых и ПНД труб. У каждого варианта есть свои преимущества:


  • Солнечный коллектор из ПНД трубы — для изготовления выбирают материал, устойчивый к нагреванию. Продается большое количество фитингов, облегчающих сборку теплоаккумулирующего радиатора. Трубы из полиэтилена низкого давления изначально имеют черный или темно-синий цвет, поэтому не требуют окрашивания.
  • Солнечный коллектор из ПВХ труб — популярность решения в простоте монтажа конструкции, осуществляемого с помощью пайки. Наличие большого количества уголков, тройников, американок и других фитингов облегчает процесс сборки. С помощью пайки можно создать теплообменник коллектора любой конфигурации.

Изготовление солнечного водогрейного коллектора из PEX трубы:

Все описанные трубы с той или иной эффективностью используются в качестве сердечника при изготовлении самодельного гелиоколлектора из пластиковых бутылок и алюминиевых банок.

Как сделать селективное покрытие

Высокоэффективный коллектор имеет высокую степень поглощения солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, после чего нагревают ее. Чем меньше излучения отталкивается от абсорбера солнечного коллектора, тем больше тепла остается в гелиосистеме.

Чтобы обеспечить достаточную аккумуляцию тепла требуется создать селективное покрытие. Вариантов производства несколько:


  • Самодельное селективное покрытие коллектора — используют любые черные краски, которые после высыхания оставляют матовую поверхность. Есть решения, когда в качестве абсорбера коллектора применяют непрозрачную темную клеенку. На трубы теплообменника, поверхность банок и бутылок наносят черную эмаль, с матовым эффектом.
  • Специальные абсорбирующие покрытия — можно пойти другим путем, приобретя для коллектора специальную селективную краску. В состав селективных ЛКМ входят полимерные пластификаторы и присадки, обеспечивающие хорошую адгезию, теплостойкость и высокую степень поглощения солнечных лучей.

Гелиосистемы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут обойтись окрашиванием абсорбера в черный цвет при помощи обычной краски. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. Экономить на краске нельзя.

Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше

Изготовить в домашних условиях солнечный коллектор, способный по техническим характеристикам и показателям сравниться с заводской продукцией нереально. С другой стороны, если требуется просто обеспечить достаточным количество воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно для работы простейшего самодельного водонагревателя.


Что касается жидкостных коллекторов, работающих зимой — то даже не все заводские гелиосистемы могут работать при низких температурах. Всесезонные системы, это чаще всего устройства с вакуумными тепловыми трубками, с повышенным КПД, способные работать до температуры –50°С.

Заводские гелиоколлекторы часто укомплектовываются поворотным механизмом, автоматически подстраивающим угол наклона и направленность панели по сторонам света, в зависимости от расположения Солнца.

Эффективный солнечный водонагреватель тот, что полностью соответствует поставленным перед ним задачам. Для подогрева воды на 2-3 человек летом, можно обойтись обычным гелиоколлектором, изготовленным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую гелиосистему.

Видеокурс по изготовлению панельного солнечного водонагревателя

Источник: AvtonomnoeTeplo.ru

Как они работают?

Солнечный обогреватель работает на одном главном принципе – поглощение или абсорбция солнечной энергии, для чего используется специальное приёмное устройство. После прохода через него энергия поступает к теплоносителю. Главное, чтобы это происходило с минимумом потерь. Приёмниками могут выступать трубки, которые надо изготовить из меди или стекла. Их окрашивают в чёрный цвет.

Всем известно, что именно тёмная окраска способствует наиболее эффективному поглощению световой энергии. Функцию носителя тепла передают воде, хотя иногда могут отдавать предпочтение и воздуху. Солнечный коллектор для нагрева воды делится на следующие виды:

  1. Водяные вакуумные
  2. Водяные плоские
  3. Воздушные

Простотой конструкции вместе с низкими ценами отличается любой обычный солнечный вакуумный коллектор. Устройство выглядит как панель. Она служит приёмником для энергии от солнца, с металлической основой. Сам он заключается в корпус с дополнительной обработкой, придающей герметичность. С задней стороны у стального листа есть специальные рёбра, которые делают теплоотдачу более эффективной. Стальной лист так же укладывается на дно с дополнительной изоляцией от тепла. Прозрачное стекло монтируется спереди. Специальные проёмы с фланцами располагаются по бокам. Они нужны, чтобы подключать воздуховоды, либо другие солнечные панели. Без них невозможно собрать солнечный водонагреватель своими руками.

Одна сторона проёма принимает воздух. Он проходит между рёбрами из стали, и выходит с другой стороны, получив тепло от внутренней конструкции.

Самодельные солнечные водонагреватели имеют свои особенности. Эти устройства не могут похвастаться высокой эффективностью в плане обогрева помещений. Потому возникает необходимость монтировать сразу несколько панелей, объединённых в одной батарее. Не обойтись без специального вентилятора для дома. Ведь нагретый воздух не уходит вниз сам по себе.

Воздушный солнечный коллектор легко изготовить собственными силами, ведь в их конструкции нет ничего сложного. Но потребуется использовать большое количество исходного материала. И результат всё равно не будет радовать эффективностью. Потому многие предпочитают думать, как собрать водяные разновидности.

 

Плоские коллекторы: как они устроены?

Именно такой вариант больше всего интересен людям, собирающим всё самостоятельно. У таких конструкций для дома есть несколько особенностей.

  • Воздушный солнечный коллектор снабжается корпусом, который обычно имеет прямоугольную форму, изготавливается из обычных металлов, либо сплавов с алюминием.
  • Внутри корпуса монтируют тепловой приёмник. Сам приёмник выглядит как пластина, внутри которой запрессован змеевик. В производстве применяются вакуумные трубки.
  • Приёмники чаще бывают медными, либо алюминиевыми. А сами покрываются дополнительным слоем чёрного цвета для абсорбции. Тогда воздушный солнечный коллектор становится более эффективным.

В нижней части пластины имеют дополнительную отделку из теплоизоляционных материалов. Прочное стекло, либо поликарбонат могут стать дополнительными крышками. Своими руками солнечный коллектор собрать просто при помощи этих деталей.

солнечный коллектор для отопления дома

Пластины в чёрном цвете способствуют тому, что самодельные солнечные коллекторы лучше поглощают энергию. После этого носитель переходит к следующему элементу. Само стекло необходимо для решения двух важных задач:

  1. Пропуск солнечной радиации в теплообменники. Своими руками вакуумный вариант собирается быстро.
  2. Устойчивость к ветровым нагрузкам и осадкам. Из-за них снижается производительность, которой могут обладать вакуумные солнечные коллекторы.

Для соединений значение имеет герметичность. Попадание пыли внутрь недопустимо. Стекло не должно терять прозрачности, хотя бы за минимум эксплуатационного срока. Проникновение воздуха снаружи внутрь недопустимо, ведь тогда тепло просто выветривается. Это определяет, эффективно ли работает солнечный коллектор, воздушный в том числе.

Оптимальное соотношение между ценой и качеством делают данную разновидность гелиосистемы  одной из самых популярных среди покупателей, с любым уровнем подготовки. Домашние мастера любят такие солнечные коллекторы для отопления дома, чему способствует элементарность конструкции. Но подобные воздушные коллекторы подходят для организации системы на южных территориях. Падение температуры в воздухе снаружи приводит к тому, что сделать солнечный коллектор эффективным не получится.

О вакуумных коллекторах

Одна из разновидностей водяной гелиосистемы. Включена в высокую ценовую категорию благодаря инновационным решениям и современным технологиям. Но никуда не делся и стандартный нагрев воды солнцем, просто к нему в дополнение используют новые детали.

наглядная схема из чего состоит солнечный коллектор

Изделия, из медных труб, в том числе, предполагают реализацию двух возможных решений:

  • Изоляция, при которой применяется вакуум
  • Применение парообразующей энергии для обогрева, либо конденсации от вещества, которое кипит при низкой температуре

Заключение абсорбера в вакуум – идеальное решение для того, чтобы обеспечить дополнительную защиту, создать эффективный солнечный нагреватель воды своими руками. Внутри стеклянной колбы должна находиться трубка из меди. У неё внутри – хладагент, а снаружи имеется дополнительный слой абсорбции. Проводится откачка воздуха из пространства между частями. Когда солнечные лучи воздействуют на хладагент, он закипает. После чего вещество приобретает парообразную форму. Затем идёт движение вверх. Затем снова появляется жидкость, когда состав взаимодействует с теплоносителем через тонкие стенки, которыми снабжаются солнечные коллекторы, и вакуумные виды.

По сравнению с обычными схемами обогрева дома, количество поглощённой веществом энергии возрастает, когда оно превращается в пар. Удельная теплота больше теплоёмкости. Потому не вызывает сомнений то, что будет эффективно работать воздушный и солнечный коллектор, своими руками собрать который просто. Конденсация хладагента происходит внутри трубы, где есть проточный носитель тепла. Энергия сама передаётся по такому устройству, после чего стекает вниз, чтобы снова собрать солнечную энергию.

Понижение температуры не оказывает влияния на водонагреватель, и солнечный водонагреватель – не исключение. Сохранение работоспособности гарантировано даже при сильных морозах. Допустимо применение в районе Дальнего Севера. Нагрев воды зимой происходит с большей интенсивностью, нежели в летнее время. Ведь зимой процессу мешает облачность, солнце даёт гораздо меньше тепла. Домашние условия делают невозможным изготовление стеклянных колб, у которых откачан воздух.

Есть специальные вакуумные трубки, в них носители тепла заливаются прямо. Но последовательное подключение становится в данном случае главным недостатком. Придётся менять весь солнечный коллектор для отопления дома, даже если из строя выходит только одна колба.

О возможных схемах подключения

От правильной установки, подключения сильно зависит эффективность работы. Сейчас существует множество вариантов для решения вопроса. Главное – не стараться искать самые сложные водяные изделия. Допустимо применение базовых схем, с которыми может разобраться каждый. Они предполагают, что внутрь поступает просто горячая вода от солнца.

схема как работает солнечный коллектор

Вариант «летний»:
Данной схемой подогрева воды можно воспользоваться практически в любых условиях. Допустима установка бака на улице, когда горячей водой пользуются в летних постройках. Другое дело – если жидкость разносится по дому, внутри помещений. Тогда и бак монтируют внутри коллектора, солнечные лучи используются меньше.

  1. Такое устройство солнечных коллекторов предусматривает, что вода циркулирует в естественном порядке.
  2. Солнечные батареи с добавлением аккумуляторов устанавливают на 800-1000 миллиметров ниже по сравнению с уровнем ёмкости, куда планируется подавать жидкость.
  3. Чтобы собрать воздушные солнечные коллекторы воедино, надо взять трубы с не меньшим диаметром, чем ¾ дюйма.
  4. Главное – следить за утеплением стенок, тогда не придётся думать о необходимости сохранять тепло. Подходит минвата с толщиной минимум в 1000 миллиметров, либо пенополиуретан.

Но лучше сделать так, чтобы для ёмкости было создано отдельное стационарное укрытие. Тогда можно не беспокоиться о том, что солнечные системы для нагрева воды будут менее эффективными.

Принцип работы у солнечного коллектора для дачи  данного типа предполагает, что естественная циркуляция отсутствует. Иначе вода не получит серьёзной инертности движения в воздушном пространстве. При больших расстояниях между устройством и баком вода снижает свою температуру. Часто в таких ситуациях устанавливают циркуляционные насосы, чтобы солнечный бойлер работал эффективнее.

Летняя схема для подключения

В контур коллекторов тепловых заливается не обычная вода, а специальный теплоноситель, если устройство планируется использовать круглый год. Используются антифризы или незамерзающие жидкости. Тогда и схема выглядит иначе по сравнению с описанным выше вариантом. Необходима установка бойлера, поддерживающего косвенный нагрев.

Антифриз нагревается внутри устройства, проходит через змеевик-теплообменник, согревает воду внутри бака. В процессе участвует вакуумная трубка от солнечного коллектора.

Не обойтись без встраивания расширительного бака, а ещё – «группы безопасности». В неё входят:

  1. Автоматический воздухоотводчик.
  2. Манометр.
  3. Предохранительный клапан. Это обязательный элемент, если кто-то собирает вакуумный солнечный коллектор своими руками.

Носители тепла не будут постоянно двигаться, если нет насоса с принудительной циркуляцией. Воздушное отопление устроено несколько иначе.

 

Отопление от солнечных коллекторов

В данном случае так же ставятся бойлеры с косвенным нагревом. Отопление подключается к коллектору. Для дополнительного нагрева используют ещё один котёл, который работает на газе, либо с использованием твёрдого топлива. Котёл можно просто отключать время от времени, если плоские солнечные коллекторы справляются с работой самостоятельно.

принцип работы солнечного коллектора

Не стоит ждать от коллекторов увеличения эффективности в регионах с холодными зимами. Ведь в это время солнце находится низко по отношению к горизонту, и лучей даёт совсем мало. Потому необходимо предпринимать дополнительные меры, чтобы обогреватели на солнечных батареях лучше справлялись с работой. Но солнечная батарея помогает сэкономить даже в таких ситуациях, ведь нужно будет просто тратить меньше топлива на то, чтобы получить необходимую температуру.

Чем большую площадь занимают вакуумные коллекторы – тем большее количество тепла они в себя вбирают. Оптимальное решение – когда коллектор по площади занимает около 40-45 процентов от общей площади дома.

Горячее водоснабжение и отопление от коллектора

В системе коллекторов допустимо объединять сразу два варианта, о которых говорилось ранее. Только это позволяет сразу открыть доступ к горячей воде и отоплению. Вода помещается внутри специального бойлера с ёмкостью и змеевиком. Через этот змеевик и циркулирует сам теплоноситель.

Размер внутреннего бака уступает внешнему. Потому и на нагрев воды уходит не так много времени.

Бойлер надо подключить к дополнительному устройству у коллекторов, отвечающему за нагрев. Обычно за это отвечает котёл газового или электрического типа, либо теплогенератор с твёрдым топливом. Он ставится в солнечный коллектор отопления.

Температура часто становится нестабильной при использовании солнечных батарей в таких устройствах, как самодельный солнечный коллектор.  Может произойти и обратная ситуация – когда слишком быстрым становится охлаждение. Именно по данной причине систему необходимо снабжать автоматическими элементами. Контролирующее устройство отвечает не за одну функцию:

  • Перенаправление потоков.
  • Включение, выключение циркуляционных насосов.
  • Проведение любых других операций, связанных с управлением.

Гибкие трубы и шланги для изготовления

Шланги и гибкие трубы коллекторов хороши тем, что позволяют значительно сократить время, требующееся для нагрева воды. Именно поэтому данные материалы часто используются в самостоятельном изготовлении устройств типа солнечного коллектора и воздушного устройства. Такие модели дешевле магазинных. Потребуется самому приложить небольшие усилия, чтобы солнечные нагреватели работали правильно.

Приспособления состоят из одной, либо нескольких секций. Именно в них плотно укладываются сами шланги, которые скручиваются как спираль.

Это один из самых простых  коллекторов для самостоятельного изготовления. Но есть и один недостаток, который для кого-то перевешивает достоинства – циркуляция искусственного типа обязательна. Гидравлическое сопротивление будет больше напора при контурах со слишком большой длиной. Но совсем не сложно подключить насос к самодельному солнечному водонагревателю.

Подобные солнечные обогреватели помогают согревать и воду в бассейнах. Их соединяют с фильтрационной системой, в обязательном порядке подключенной к насосу. Воде хватает времени, чтобы нагреться перед тем, как поступить непосредственно в бассейн. Воздушные солнечные коллекторы своими руками собираются просто и позволяют серьёзно сэкономить.

Некоторые ситуации допускают отсутствие накопительного бака. Например, если водой пользуются только днём, и в небольших количествах. Главное предварительная подготовка деталей соединения для труб и шлангов. Есть разные виды фитингов. Останется только выбрать ту, что подходит для той или иной ситуации.

Источник: svetuvas.ru

Сооружение конечно грандиозное, интересных идей Вы сгенерировали и воплотили немало.
Но только не обижайтесь, я Вас сейчас немного покритикую в части коллекторостроения.

Понимаю, что нужен был недорогой вариант, и многие люди, прочитавшие о Ваших опытах на даче и здесь, не в последнюю очередь и по финансовым соображениям загорятся идеей сотворить нечто подобное. Думаю, следует обратить их внимание на то, что можно сделать не сильно дороже, но что будет гарантированно работать с большей отдачей.

Лист и покрытие зачетное, с креплением гофры- так себе вариант. Вы абсорбер трогали, гогда по гофре циркуляция теплоносителя идет? Даже если бы Вы медную трубку таким образом прикрепили, ситуация сильно в лучшую сторону не изменилась бы. Проверял на собственном опыте.

Я живу там, где солнца о-о-о-чень много, но даже у нас, трубка, прихваченная местами к абсорберу, не очень то торопится отбирать у него тепло.

Нагрев от попадающих напрямую на трубку лучей, от соприкасающегося с ней воздуха и от тех пятачков контакта с абсорбером незначителен, в сравнении с тем вариантом, если бы был обеспечен надежный тепловой контакт трубки с листом по всей длинне. Самый простой вариант- хомуты "обнимают " трубку, и их длинна максимально возможная по длинне трубки, промежутки только в местах изгибов. На худой конец, можно "Силотермом" промазать, но трубку с хомутами ставить не на лицевую, а на тыльную сторону абсорбера.

Подача воздуха в пространство между поликарбонатом и абсорбером, тоже не самый лучший вариант, несмотря на наличие фильтров. Конечно, допускать перегрева поликарбоната нежелательно, но летом его и так не будет, из-за вертикального расположения коллекторов, и работы жидкостной системы, а зимой, при варианте с подачей воздуха под абсорбер и изоляцией промежутка абсорбер- поликарбонат, удалось бы еще немного увеличить выработку.

С интересом наблюдаю за развитием событий, желаю дальнейших успехов!

Источник: www.forumhouse.ru

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

 

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

 

 

Введение.

Жаль, что в интернете практически нет ни одной нормальной статьи, о том, как сделать высокоэффективный солнечный коллектор своими руками. В основном, интернет завален всякой ерундой, типа того, как сделать коллектор из радиатора холодильника или из пластикового мусора. Возможно, это будет неплохим решением для дачи, но для нормальной работы такой солнечный водонагреватель нам не подойдет, так как я планирую использовать свои коллекторы для поддержания отопления и ГВС в своем доме. Что из этого получится, вы обязательно узнаете в будущих статьях!

На сегодня, могу с уверенностью сказать, что мой коллектор весьма неплох. Во-первых, он полностью медный. Во-вторых – он покрыт самодельным селективным покрытием, пусть далеко не самым эффективным, но лучше чем черная матовая краска.

В пасмурную погоду, в феврале он нагревался до +40С, а при наличии солнца кипятил воду. Недавние испытания на нагрев показали, что коллектор, в сухом состоянии, при уличной температуре +35С (летом) нагревался до +156С, под прямым солнечным излучением и одинарном остеклении.

Очень жаль, что статья пока «туго» выдается поисковиками. По запросу «солнечный коллектор своими руками» я далеко не на первых страницах. Если вам действительно понравилась эта статья, и вы почерпнули что-то полезное и интересное – не поленитесь поделиться ссылкой на мою статью где-нибудь на просторах интернета. Пусть люди знают, что сделать хороший солнечный коллектор своими руками под силу каждому любителю! Я все очень подробно описал, а если у вас остались вопросы – задавайте их на форуме, с радостью отвечу.

Начнем…

Идея использовать солнечную энергию «на шару» волновала меня давно. Когда я начал искать коммерческие предложения различных фирм, занимающихся солнечными коллекторами – то понял, что шара бесплатной не бывает! Все фирмы, увы, озвучивали весьма нескромные цифры…

Человек я со средним достатком, и такую сумму «выложить» за солнечную установку, наверное пока не в состоянии. Поскольку, с детства любил мастерить, начал обдумывать идею сделать солнечный коллектор своими руками. Но не такой примитивный, который бы только летом работал, для душа, а такой что б и зимой мог воду согреть – при наличии солнца, разумеется!

Много я форумов перечитал, видео в YouTube пересмотрел, даже книжки читал 🙂 И вот решился. Сразу скажу, что коллектор мой хоть и самодельный, но не очень прям бесплатный – цветной метал, он всегда был не дешевым.
Изготовление медного абсорбера

Абсорбер – поглощающая панель, которая воспринимает на себя солнечное излучение и нагревается! Ни один солнечный коллектор не будет без нее работать — это его основа! Было решено делать медный абсорбер по трем причинам. Первая – это легкость работы с этим материалом. Легко гнется и паяется в домашних условиях. Вторая – высокая теплопроводность, что важно для эффективного коллектора. Третья — из меди можно непосредственно получить селективное покрытие, черный оксид меди II — CuO. Был существенный недостаток – это цена. Просмотрев все предложения в интернете я нашел цену около 110 грн за кг. Это была медная лента, толщиной 0.2 мм и шириной 30 см. Длина ее как бы не ограничена. Я заказал себе 8 метров ленты, что составило около 4.4 кг и обошлось мне почти в 500 грн с доставкой!

Радиатор я спаял из двух труб, длиной по 125 см диаметром 22мм и 10 труб длиной 2м и диаметром 9.5 мм (продается как 10мм). Трубы эти мне удалось найти недорого 🙂 Спасибо добрым людям!

Медный абсорбер.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Общий вид радиатора. Толстые трубы — 22мм. Тонкие — 10мм.

В толстых трубах, я через каждые 10 см просверлил отверстия диаметром 9.5мм. Далее вставил тонкие трубы в полученные отверстия так, чтобы они не сильно глубоко торчали внутри толстой трубы (иначе будет сильное гидравлическое сопротивление). Трубы торчали максимум на 5- 10 мм. Затем я это все дело припаял. Паял трубы первый раз в жизни. Использовал мягкий припой SANHA и флюс той же фирмы. Паялся он очень легко. Использовал самую недорогую газовую горелку TOPEX. Хотя нет! Были дешевле, без пьезоэлемента – я решил купить с пьезо!

Стыки труб.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Использовать специальные переходники оказалось дороговато.
Солнеыный коллектор не должен протекать!!!

Когда весь радиатор был спаян, на концы припаял две заглушки и две резьбы на 3/4 дюйма. Припаял по диагонали. После этого, с одной стороны вкрутил заглушку, а с другой – штуцер, чтобы на него можно было надеть шланг от компрессора. Залил водой и начал опрессовывать. Накачал в него около 7 бар. Радиатор нигде не тек – исключения составили только резьбовые соединения – видимо мало фумленты намотал. Лучше конечно без воды, а просто воздухом, и помещать спаянные соединения в емкость с водой – тогда пузырьки воздуха сразу дадут знать о плохой пайке. Не было у меня такой емкости – поэтому я залил воду внутрь радиатора.

Абсорбера и резьба на 3/4.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Резьба на 3/4 дюйма. С другой стороны, по диагонали точна такая же.

После удачной опрессовки я приступил к припаиванию медной ленты. Если на пайку радиатора у меня ушло 3-4 часа, то следующий процесс занял у меня три долгих и мучительных дня! Я нарезал ленту полосками по 1м. Всего нарезал 7 полосок. И далее спаял их в одно общее полотно. Паял внахлест по 5 – 10 мм. В итоге, я получил полотно размером примерно 1мх2.07м – на это ушел целый день.

Медная лента.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Две полоски чистой медной ленты. Длина 1м. Ширина 30см.

Медная лента спаяна.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Все полосы воедино. Слева — 4 жертвы экспериментов с чернением. Отмытые ортофосфорной кислотой. Далее 3 «чистых» полоски.

После этого, набравшись сил, я приступил к припаиванию полотна к ранее изготовленному радиатору. Для хорошего теплообмена припаивать надо не тяп-ляп и там-сям а нормально, по всей длине трубы! Итого мы получили задачу в припайке 20 метров труб. Паял я феном, пока не кончился дорогой мягкий припой SANHA. Далее вход пошла газовая горелка и базарный (самопальный) припой аля «ПОС 40», который паялся очень тяжело. В ход пошел и отцовский припой, часть которого паялась нормально, а часть еле-еле. В общем, припоя ушло наверное грамм 500 – 700, а он весьма не дешевый. Например, 250г хорошего припоя SANHA мне обошлись в 160 грн. Базарный – значительно дешевле, а отцовский – бесплатно 🙂

Пайка абсорбера.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Прижмал трубы стопкой кирпичей. Также аккуратно, без фанатизма, ровнял резиновым молотком. Придерживал рукой…

Отдельно хочу сказать про место стыка медной ленты и тонких медных труб. Ленту, от температурных расширений ведет очень сильно, она становится вся волнистая и бугристая. Поэтому трубу надо хорошо прижимать к ленте, чтобы зазор был минимальным! И как раз в этот зазор должен попасть припой. Этот важный процесс занял у меня 2 полных дня, прерываясь на обед.

Зазор между трубой и медной лентой.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Видны припаяная трубка и еще свободная. Такие зазоры в свободной трубе не допустимы. Она должна максимально плотно прижиматься к ленте.

Все, пайка была завершена! До сих пор у меня есть опасения по поводу использования мягкого припоя. Температура плавления которого составляет 180С. Но по идее – должен выдержать. Практика и жаркое лето Одессы покажет.

Собраный медный абсорбер.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

3 дня работы. Припаял!

Баллада о чернении — селективное покрытие своими руками.

Понятно, что абсорбер оставлять как есть – т.е медного цвета не очень хорошо. Сама по себе медь (а точнее ее оксидная пленка Cu2O) является неплохим теплоприемником (да-да, обычная рыжая медь, по идее – даже лучше чем обычная термостойкая краска), но эта пленка не очень стабильная и может дальше разрушаться — окисляться. В итоге вы можете получить сине-зеленый абсорбер. Я не буду здесь вдаваться в теорию о высокоселективных покрытиях. Проще всего медь просто покрасить черной термостойкой краской. Видел в YouTube видео:

где у человека такие коллекторы тоже кипятили воду (покрытые именно обычной термостойкой краской), но по погоде – было либо лето, либо хорошая весна. Да и количествео коллекторов просто обязаны ее кипятить 🙂 Чтобы получить более эффективный коллектор — лучше покрыть медь оксидом меди 2 – CuO – во первых, это покрытие черное и имеет неплохой коэффициент поглощения (от 70 до 90%), а во вторых имеет довольно низкий коэффициент эмиссии (излучения). Если верить — то это от 5% до 20% в зависимости от толщины самой пленки. Т.е является неплохим селективным покрытием, которое можно получить в домашних условиях. Естественно – с заводским покрытием оно тягаться не может, но по идее – это должно быть лучше, чем черная краска (которая имеет хороший коэффициент поглощения и высокий коэффициент излучения около 80% – что плохо для солнечного коллектора). Есть специальные селективные краски – но купить их, наверное, будет дороже, чем покрыть медь CuO. Хотя процесс нанесения CuO значительно труднее, чем просто покрасить. Где-то так…

Я остановился именно на чернении меди, т.е получении CuO на поверхности своего абсорбера. Сразу скажу, что провозился я с ним около 3-х дней, не считая предварительных тестовых опытов.

Немного химии.

Получать CuO надо окисляя саму медь, из которой изготовлен (спаян) наш абсорбер. Наносить кисточкой или валиком его не надо 🙂 И так, какие для этого нужны отравы:

Первый способ:

Каустическая сода (едкий натр NaOH)—50-60 г
Персульфат калия (K2S2O8)————14-16 г
Вода 1л

Второй способ:

Точно такой же, но вместо K2S2O8 применяется (NH4)2S2O8 (аммоний надсернокислый)

Третий способ:

Каустическая сода (едкий натр NaOH)—100г
Хлорит натрия NaClO2 —————— 50-60г
1 л. воды

Для все трех способов еще 2 обязательных условия — чистые обезжиренные поверхности и температура раствора и поверхности около 60-65С. И еще – раствор должен быть свежеприготовленный, так как кислород, который выделяется в результате реакции довольно быстро улетучивается. Воду брать лучше дистиллированную.
Не забудьте о технике безопасности.

Едкий натр или NaOH – очень любит органику – т.е вас!!! Разъедает кожу, глаза. Ни в коем случае не берите его и его растворы голыми руками и берегите глаза защитными очками. Пользуйтесь резиновыми перчатками. Когда NaOH разбавляешь в горячей воде – он очень бурно «вскипает».

Вот такие вот можно получить химические ожоги. Будьте осторожны!!! Рука не моя.

Химический ожог руки

Аммоний надсернокислый или (NH4)2S2O8 при нагревании выделяет аммиак. Даже не думайте пользоваться этим методом в закрытом помещении без средств газовой защиты. Мне пришлось покупать газопылевой респиратор, на котором было написано «защита от аммиака», так как я пользовался именно этим методом. Без респиратора я бы наверное коллектор свой не доделал 🙂 Летом, скорее всего, можно и на открытом воздухе без противогаза, но надо все равно поддерживать температуру? А она, поверьте нужна. Без нагрева химичиские реакции проходят очень медлено.

Респиратор пылевой и газопылевой.

Распираторы

Слева обычный пылевой респиратор — он вам не поможет. Справа газопылевой — то что надо!

Хлорит натрия (не путать с хлоридом натрия – это обычная поваренная соль) или NaClO2. Вроде ничего опасного, но если честно — я не уверен. Голыми руками лучше не брать, выделяется немного хлора. Мне удалось его достать именно для первоначальных опытов. Вещи правда потом все воняют хлором, но жить можно.

Персульфат калия он же калий надсернокислый или K2S2O8 – наверное, самый безопасный метод. Но его достать было дорого и по почте. Так что этот метод я не испытывал и ничего сказать не могу. В целом, все реактивы можно найти (заказать) в интернете. Я покупал в Одессе – есть фирма ТОР. Там можно купить практически любую химию… Неудачные результаты экспериментов я смывал ортофосфорной кислотой (часто применяют ее как флюс для пайки меди, является также одним из основных составов напитков Coca-Cola). Эта кислота легко смывает наш хваленный CuO!

Как же я чернил?

Изначально идея была такой. После спайки абсорбера я загнул его края и получил такое здоровое блюдце. Нижние стыки, на всякий случай промазал герметиком для каминов. Ведро с кипятильником, в него опущены две трубы – подача и обратка. Насос (я купил циркуляционный), должен был гонять горячую воду из ведра по нашему коллектору, нагревая его. Далее я хотел вылить в это разогретое «блюдце» свежеприготовленный раствор и вуаля! Но ничего не получилось. Во первых, циркуляционный насос может гонять воду только в замкнутом контуре. Поднять воду из открытой емкости — ведра, хоть на 10 см он не способен. Во вторых, листы я пропаял не очень герметично (именно поэтому я промазал все стыки герметиком), но вот засада – герметик оказался водорастворимым!!! Короче, блюдце мое надо было правильнее называть дуршлагом для макарон. Во!

Абсорбер с загнутыми краями — блюдце

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Рабочаю поверхность абсорбера. Видны загнуте бортики.

Абсорбер — вид сбоку.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Вид сбоку. Черное пятно — тот самы герметик.

Вид снизу.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Поэтому я пошел по самому трудному пути – это забабахать ванну, в которую я бы смог поместить полностью весь абсорбер и там его протравить. Для таких размеров, понадобилось мне около 30 литров протравы. Нагреть такое количество воды в холодном, не отапливаемом подвале было довольно «улвекательным».

Почему я не чернил полоски отдельно? Ведь на первый взгляд это намного проще. А затем можно уже собирать из черненой меди абсорбер. Во-первых – медь черниться сразу с двух сторон, поэтому с обратной стороны, где нужна пайка, пришлось бы эту черноту смывать. Ортофосфорная кислота могла легко попасть на рабочую сторону и смыть CuO. Во-вторых, и это более важный момент, CuO не выдерживает температуру пайки. Он относительно хорошо выдерживает температуры в области 300С, а пайка газовой горелкой дает большую температуру. Т.е мы бы получили разрушение CuO в местах пайки. Поэтому, было решено паять абсорбер, а затем его уже полностью чернить.

Так я и поступил. На ровной плоскости выложил из того что валялось под рукой (это бруски и кирпичи) ванну нужных размеров и застелил ее пленкой. Положил в нее абсорбер вверх ногами (т.е тыльной стороной вверх). Иначе понадобилось бы 90 литров раствора. Да и во время опытов я заметил – что тыльная сторона пластин чернилась как-то лучше. Возможно, это связано с тем, что кислород поднимался вверх и натыкался на медь, окисляя ее.

Ванна для абсорбера.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Ванна из брусков, кирпичей и досок. Клеенкой пока не застелена — примерял абсорбер 🙂

Залил я все это раствором и продержал час, при этом периодически шатал-качал абсорбер, чтобы из-под него удалялись пузырьки воздуха. Где-то через час я сделал контрольный осмотр – в целом он был весь черный, но кое-где по-прежнему были медные пятная солидного размера. Я оставил все так на ночь…

Чернение меди

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Процесс пошел. Чтобы было меньше испарений я накрыл все кусками пенопласта и полиэтилена.

Утром пришел, проветрил подвал – так как находится в нем, без газозащитного респиратора, до сих пор было невозможно. Потом поднял абсорбер – и О облом! Медные пятна не только не исчезли, но и еще стали больше.

Черный абсорбер.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Обратная сторона. Фото лицевой стороны сделать не удалось. Когда я его приподнял — то стекла черная водичка, и медные пятна стали значительно больше!

Дальше пришлось разработать методику локального чернения меди. Способ нашелся, который, к счастью, позволил мне залатать все мои пятна. Во-первых, вместо циркуляционного насоса я одолжил у мамы насосик от фонтанчика – он прекрасно справился с поставленной задачей – гонял кипяточек по моему абсорберу (надеюсь, фонтанчик у мамы в этом году будет ничуть не хуже, чем в прошлом. На насосике внятно написано max 35C). Абсорбер разогрелся где-то до 55С. Чтобы получить большую температуру надо было 2 кипятильника, а в наличии было только один. В подвале было +6С +7С – поэтому абсорбер мой очень интенсивно охлаждался. На такой подогретый абсорбер я выливал малые порции свежего раствора. Это позволило зачернить некоторые области. Но все равно остались бугорки, где раствор не мог задерживаться – он скатывался вниз, в углубления. Далее я брал газовую горелку, разогревал нужную область, затем губкой смачивал ее – при этом издавался характерный звук «пшшшыыы». Опять разогревал и опять губкой. Именно со второго раза медь чернела.

Чернения процесс.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Вот такая вот банька у меня была.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

На фото видно ведро, термометр. Не видно — насосик и кипятильник. Таким способом я грел асборебр.

Вот такие вот мучения! Затем оставил абсорбер еще раз на ночь, обильно полив его растворчиком. Утром пришел, вымыл его. Покрытие оказалось прочным, не слазило и не стиралось.

В таком состоянии я его оставил на ночь.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

И немного фоток промытого и высушенного асборбера, без комментариев.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Сборка корпуса.

В перерывах между пайкой (к примеру радиатор я спаял сразу, а вот медную ленту искал полторы недели) я начал собирать корпус своего будущего солнечного коллектора. Решил использовать плиты OCБ 10мм. Легкие, прочные, недорогие, влагостойкие. Раскроил фанерку по размерам и собрал короб. Для соединений использовал такие вот уголки.

Уголки для корпуса солнечного коллектора.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Уголки для соединения фанеры.

Корпус коллектора.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Предварительно собранный короб. Потом пришлось разобрать!

Затем уложил теплоизоляцию – базальтовую вату, толщиной 5 см. По бокам те же 5 см. Всю вату опрыскивал гидрофобизатором (водоотталкивающая жидкость) и укрыл кухонной фольгой. Зачем фольга? Точно не знаю, но предполагаю… Когда я смотрел картинки солнечных коллекторов в разрезе, я везде обращал внимание, что абсорбер просто лежит на вате (утеплителе). Т.е абсорбер непосредственно контактирует с ватой! Ну и что??? Насколько я знаю — излучение это 70% из всех возможных теплопотерь (излучение, теплопередача и конвекция). Конвекция и теплопередача берут на себя лишь по 15% каждая. Поэтому я решил не облучать вату тепловым излучением от абсорбера, а отражать его обратно на поглощающую панель (абсорбер). Фольга отражает до 97% излучения. Для этого сделал воздушный зазор в 2 см между ватой и абсорбером чтобы дать возможность работать фольге, как отражателю. Если бы зазора не было – то фольга бесполезна.

Теплоизоляция коллектора.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Cначала я собрал 3 стенки, затем завел абсорбер, уложил тепловую изоляцию четвертой боковой стены, и затем прикрутил саму боковую стенку. Именно такая последовательность – иначе не представляю, как это можно сделать!

Готовый корпус коллектора.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Все готово к установке поглащающей поверхности.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Завел абсорбер в короб. Затем выложил теплоизоляцию. Четвертая боковая стенка не прикручена.

Далее проще – прикрутил по периметру кантик из нарезанных реек и проклеил их уплотнительными резинками (продаются такие для окон и дверей).

Деревяный бортик для стекла.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Уплотнительная резинка.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Мне удалось достать бесплатные стеклопакеты (опять же, спасибо добрым людям!). А 1м2 стеклопакета весит 20 кг. Итого, вес стекла получился весьма внушительным – 46 кг!!! Поэтому было решено нести коллектор в место установки без стекла, а стекло ставить потом, отдельно. Чтобы коллектор не запылился, я обернул его кухонной пищевой пленкой. Так его и оставил на пару дней, пока не появилась хорошая погода и помощник. Один, вытащить такую байду я бы не смог!

Коллектор в сборе!

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Все! Готов к установке.

Первые испытания.

27 Февраля, +6С. Было тихо, безветренно. Сплошные легкие тучки, но солнце не светило ярко. Мы с помощником вынесли мой коллектор к месту установки – сам коллектор очень легкий (вата, фанера и медь), но весьма габаритный! Размер его 1.08м х 2.17м. Там мы его установили, и пошли в гараж протереть стеклопакеты перед их установкой в коллектор. Когда вынесли первый стеклопакет, я взялся за патрубок – а он был уже приятно теплым! Когда вынесли второй стеклопакет – патрубок стал еще горячее. Когда вынесли третий стеклопакет – держаться за патрубок более 2 – 3 сек было уже проблематично. Нет, мы не мыли и не обмывали стекла 3 часа! Весь процесс остекления занял максимум пол часа.

Потом мы начали заливать в него воду, чтобы замерять температуру. Ведь было же интересно — столько потрачено сил и средств – а какой же результат?!?!?! К этому моменту как раз наступил полдень, и солнце наконец-то вышло из-за туч! После первой порции воды из коллектора начал выходить пар! Я на радостях сказал на матерном языке, что мол вот неплохой самовар получился! В общем, испытания прошли успешно. Коллектор легко кипятил каждую новую порцию воды – около 200 г. После доливки новой порции воды, через секунд 10 из патрубка выходил кипяток – термометр показывал 96С-98С. Понятно, что это не много – но помоему, весьма не плохо как для самоделки?

И на последок, еще фотографии с комментариями + видео.

Коллектор во весь рост.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Видно, как с утра часть коллектора затеняется домом.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

В режиме стагнации (простоя) теплоизоляция не выдерживает — плавится.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Температура на выходном патрубке в режиме стагнации. Покрытие 2 стекла (стеклопакет).

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Видео в первый день испытаний. Хорошо видно кипение воды.

Видео, которое я снял через 10 месяцев. Так как скоро буду демонтировать и переделывать — решил снять как оно все было.

 

Источник: www.house4u.com.ua

Источник: eurosamodelki.ru

Из чего можно сделать гелиосистему

Для начала следует разобраться в том, какой принцип работы использует солнечный водонагреватель. Во внутреннем устройстве блока присутствуют следующие узлы:

  • корпус;

  • абсорбер;

  • теплообменник, внутри которого будет циркулировать теплоноситель;

  • отражатели для фокусировки солнечных лучей.

Заводской коллектор для нагрева воды от солнца работает следующим образом:

  • Абсорбция тепла — солнечные лучи проходят сквозь стекло, расположенное поверх корпуса, либо через вакуумные трубки. Внутренний абсорбирующий слой, контактирующий с теплообменником окрашен селективной краской. При попадании солнечных лучей на абсорбер выделяется большое количество тепла, которое собирается и используется для нагрева воды.

  • Теплопередача — абсорбер расположен в тесном контакте с теплообменником. Аккумулируемое абсорбером и передаваемое теплообменнику тепло нагревает жидкость, движущуюся по трубкам к змеевику внутри бака теплонакопителя. Циркуляция воды в водонагревателе осуществляется принудительным или естественным способом.

  • ГВС — используется два принципа подогрева горячей воды:

    1. Прямой нагрев — горячая вода после нагрева попросту сбрасывается в теплоизолированную емкость. В моноблочной гелиосистеме в качестве теплоносителя используется обычная бытовая вода.

    2. Второй вариант — обеспечение ГВС с пассивным водонагревателем по принципу косвенного нагрева. Теплоноситель (часто антифриз) под давлением направляется в теплообменник гелиоколлектора. После нагрева разогретая жидкость подается в накопительный бак, внутри которого встроен змеевик (играющий роль нагревательного элемента), окруженный водой для системы горячего водоснабжения.

      Теплоноситель разогревает змеевик, посредством чего и передает тепло воде, находящейся в емкости. При открытии крана нагретая вода из теплоаккумулирующей ёмкости поступает к точке водоразбора. Особенность гелиосистемы с косвенным нагревом в способности работать в течение всего года.


Принцип работы, используемый в дорогостоящих заводских гелиосистемах, копируется и повторяется в коллекторах, изготавливаемых своими руками.

Рабочие конструкции солнечных водонагревателей имеют схожее устройство. Только изготавливаются из подручных материалов. Существуют схемы производства коллекторов из:

  • поликарбоната;

  • вакуумных трубок;

  • ПЭТ бутылок;

  • пивных банок;

  • радиатора холодильника;

  • медных трубок;

  • ПНД и ПВХ труб.

Судя по схемам, современные «Кулибины» отдают предпочтение самодельным системам с естественной циркуляцией, термосифонного типа. Особенность решения в том, что накопительную емкость располагают в верхней точке ГВС. Вода самотеком циркулирует в системе и подается потребителю.

Коллектор из поликарбоната

Изготавливают из сотовых панелей, отличающихся хорошими теплоизоляционными свойствами. Толщина листов от 4 до 30 мм. Выбор толщины поликарбоната зависит от необходимой теплоотдачи. Чем толще лист и ячейки в нем, тем больше воды сможет нагреть установка.

Чтобы самому сделать гелиосистему, в частности самодельный солнечный водонагреватель из поликарбоната, понадобятся следующие материалы:

  • две штанги с нарезанной резьбой;

  • пропиленовые уголки, на фитингах должно быть наружное резьбовое соединение;

  • пластиковые трубы ПВХ: 2 шт, длина 1,5 м, диаметр 32;

  • 2 заглушки.

Трубы укладывают в корпус параллельно. Подключают к ГВС через отсекающие краны. Вдоль трубы делают тонкий надрез, в который можно вставить лист поликарбоната. Благодаря принципу термосифона вода будет самостоятельно поступать в желобки (ячейки) листа, нагреваться и уходить в накопитель, расположенный вверху всей системы нагрева. Для герметизации и фиксации листов, вставленных в трубу, используют силикон, стойкий к термическому воздействию.

Чтобы увеличить теплоэффективность коллектора из сотового поликарбоната, лист покрывают любой селективной краской. Нагрев воды после нанесения селективного покрытия ускоряется приблизительно в два раза.

Коллектор из вакуумных трубок

В этом случае не получится обойтись исключительно подручными средствами. Для изготовления солнечного коллектора придется купить вакуумные трубки. Их продают компании, занимающиеся обслуживанием гелиосистем и непосредственно производители гелиоводонагревателей.

Для самостоятельного производства лучше выбирать колбы с перьевыми стержнями и тепловым каналом heat-pipe. Трубки легче монтировать и менять в случае необходимости.

Также нужно приобрести блок-концентратор для вакуумного солнечного коллектора. При выборе обращают внимание на производительность узла (определяется по количеству трубок, которые можно одновременно подключить к устройству). Раму изготавливают самостоятельно, собирая деревянный каркас. Экономия при изготовлении в домашних условиях, с учетом приобретения готовых вакуумных трубок, составит не менее 50%.

Гелиосистема из пластиковых бутылок

Для приготовления потребуется около 30 шт. ПЭТ бутылок. При сборке удобнее использовать тару одинакового размера на 1 или 1,5 л. На подготовительном этапе с бутылок снимают этикетки, поверхность тщательно промывают. Кроме пластиковой тары понадобится следующее:

  • 12 м шланга для полива растений, диаметром 20 мм;

  • 8 Т-образных переходников;

  • 2 колена;

  • рулон тефлоновой пленки;

  • 2 шаровых крана.

При изготовлении солнечных коллекторов из пластиковых бутылок внизу основания делают отверстие, равное диаметру горлышка, куда вставляют резиновый шланг, либо ПВХ трубу. Коллектор собирают в 5 рядов по 6 бутылок на каждой линии.

В ясный день уже через 15 мин. вода нагреется до температуры 45°С. Учитывая высокую производительность солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок имеет смысл подключить к накопительной емкости в 200 л. Последнюю хорошо утепляют для предотвращения теплопотерь.

Коллектор из алюминиевых пивных банок

Алюминий отличается хорошими теплотехническими характеристиками. Не удивительно, что металл используют для изготовления радиаторов отопления.

Алюминиевые банки можно применять при изготовлении самодельных гелиосистем. Для производства не подойдут банки из жести и любого другого металла.

Для одной гелиопанели будут необходимы следующие комплектующие:

  • банки, около 15 шт. на линию, в корпус вмещается 10-15 рядов;

  • теплообменник — используется коллектор из резинового шланга, или пластиковых труб;

  • клей для склеивания банок между собой;

  • селективная краска.

Поверхность банок окрашивается в темный цвет. Короб накрывают толстым стеклом или поликарбонатом.

Солнечный коллектор из алюминиевых банок чаще изготавливают для воздушного отопления. При использовании водяного теплоносителя снижается теплоэффективность устройства.

Гелиосистема из холодильника

Еще одно популярное решение, требующее минимальных затрат времени и средств. Солнечный коллектор делают из радиатора старого холодильника. Змеевик уже окрашен в черный цвет. Достаточно только уложить решетку в деревянный корпус с изоляцией и подключить его к ГВС, при помощи пайки.

Существует вариант изготовления из конденсатора кондиционера. Для этого несколько радиаторов соединяют в единую сеть. Если существует возможность приобрести дешево около 8 шт. конденсаторов, изготовление коллектора вполне возможно.

Коллектор из медных трубок

Медь отличается хорошими теплотехническими свойствами. При изготовлении медного солнечного коллектора используют:

  • трубы диаметром 1 1/4″, используемые при монтаже систем отопления и горячего водоснабжения;

  • трубы на 1/4″, используемые в системах кондиционирования;

  • газовая горелка;

  • припой и флюс.

Корпус радиаторной решетки собирается из медных труб с большим диаметром. В поверхности просверливают отверстия равные 1/4″. В полученные пазы вставляют трубы соответствующего диаметра. Радиатор закрывают стеклом или поликарбонатом. Медь окрашивают селективной краской.

1 изготовление корпуса


2 укладка медного теплообменника


3 теплообменник накрытый абсорбером


4 абсорбирующие пластины


5 нанесение селективного покрытия


6 теплопоглощающее покрытие коллектора


7 установленный коллектор


Солнечный бойлер из ПНД труб и ПВХ шлангов

При производстве гелиосистем используют практически любой подручный материал. Существуют решения, позволяющие изготовить коллектор из гофрошланга, резинового шланга, используемого для полива растений.

Из металлопластиковой трубы гелиосистемы не делают из-за резиновых уплотнителей фитингов, не выдерживающих сильного нагрева. При интенсивном солнечном излучении нагрев в коллекторе достигает 300°С. При перегреве уплотнительные прокладки обязательно дадут течь.

Существует возможность изготовления солнечного коллектора из гофрированной нержавеющей трубы. Популярность решения обусловлена скоростью и простотой монтажа. Гофротруба из нержавейки укладывается кольцами или змейкой. Недостаток, относительная дороговизна нержавеющей гофрированной трубы.


Несмотря на существующие варианты, описанные выше, наиболее популярными остаются солнечные коллекторы из пропиленовых и ПНД труб. У каждого варианта есть свои преимущества:

  • Солнечный коллектор из ПНД трубы — для изготовления выбирают материал, устойчивый к нагреванию. Продается большое количество фитингов, облегчающих сборку теплоаккумулирующего радиатора. Трубы из полиэтилена низкого давления изначально имеют черный или темно-синий цвет, поэтому не требуют окрашивания.

  • Солнечный коллектор из ПВХ труб — популярность решения в простоте монтажа конструкции, осуществляемого с помощью пайки. Наличие большого количества уголков, тройников, американок и других фитингов облегчает процесс сборки. С помощью пайки можно создать теплообменник коллектора любой конфигурации.


1 корпус для ПВХ коллектора


2 укладка ПВХ труб


3 гелиоколлектор из ПВХ трубы


спиральный коллектор из трубы

Изготовление солнечного водогрейного коллектора из PEX трубы:

Гелиоколлектор из PEX трубы 1


Гелиоколлектор из PEX трубы 2


Гелиоколлектор из PEX трубы 3


Гелиоколлектор из PEX трубы 4


Гелиоколлектор из PEX трубы 5


Гелиоколлектор из PEX трубы 6


Гелиоколлектор из PEX трубы 7


Гелиоколлектор из PEX трубы 8


Гелиоколлектор из PEX трубы 9


Гелиоколлектор из PEX трубы 10


Гелиоколлектор из PEX трубы 11


Гелиоколлектор из PEX трубы 12

Все описанные трубы с той или иной эффективностью используются в качестве сердечника при изготовлении самодельного гелиоколлектора из пластиковых бутылок и алюминиевых банок.

Как сделать селективное покрытие

Высокоэффективный коллектор имеет высокую степень поглощения солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, после чего нагревают ее. Чем меньше излучения отталкивается от абсорбера солнечного коллектора, тем больше тепла остается в гелиосистеме.

Чтобы обеспечить достаточную аккумуляцию тепла требуется создать селективное покрытие. Вариантов производства несколько:

  • Самодельное селективное покрытие коллектора — используют любые черные краски, которые после высыхания оставляют матовую поверхность. Есть решения, когда в качестве абсорбера коллектора применяют непрозрачную темную клеенку. На трубы теплообменника, поверхность банок и бутылок наносят черную эмаль, с матовым эффектом.

  • Специальные абсорбирующие покрытия — можно пойти другим путем, приобретя для коллектора специальную селективную краску. В состав селективных ЛКМ входят полимерные пластификаторы и присадки, обеспечивающие хорошую адгезию, теплостойкость и высокую степень поглощения солнечных лучей.


Гелиосистемы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут обойтись окрашиванием абсорбера в черный цвет при помощи обычной краски. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. Экономить на краске нельзя.

Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше

Изготовить в домашних условиях солнечный коллектор, способный по техническим характеристикам и показателям сравниться с заводской продукцией нереально. С другой стороны, если требуется просто обеспечить достаточным количество воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно для работы простейшего самодельного водонагревателя.

Что касается жидкостных коллекторов, работающих зимой — то даже не все заводские гелиосистемы могут работать при низких температурах. Всесезонные системы, это чаще всего устройства с вакуумными тепловыми трубками, с повышенным КПД, способные работать до температуры –50°С.

Заводские гелиоколлекторы часто укомплектовываются поворотным механизмом, автоматически подстраивающим угол наклона и направленность панели по сторонам света, в зависимости от расположения Солнца.

Эффективный солнечный водонагреватель тот, что полностью соответствует поставленным перед ним задачам. Для подогрева воды на 2-3 человек летом, можно обойтись обычным гелиоколлектором, изготовленным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую гелиосистему.

Видеокурс по изготовлению панельного солнечного водонагревателя












Классификация по температурным критериям

Существует достаточно большое количество критериев, по которым классифицируют те или иные конструкции гелиосистем. Однако для приборов которые можно сделать своими руками и использовать для горячего водоснабжения и отопления, наиболее рациональным будет разделение по виду теплоносителя.

Так, системы могут быть жидкостными и воздушными. Первый вид чаще применим.

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Сборка коллектора из гофрированной трубы

Шаг 2: Окрашивание солнечного прибора в черный цвет

Шаг 3: Установка подводов для воздуха

Шаг 4: Изготовление крышки для солнечного прибора

Кроме этого часто используют классификацию по температуре, до которой могут нагреваться рабочие узлы коллектора:

  1. Низкотемпературные. Варианты, способные нагревать теплоноситель до 50ºС. Применяются для подогрева воды в емкостях для полива, в ванных и душевых в летнее время и для повышения комфортных условий в прохладные весенне-осенние вечера.
  2. Среднетемпературные. Обеспечивают температуру теплоносителя в 80ºС. Их можно использовать для обогрева помещений. Эти варианты наиболее подходят для обустройства частных домов.
  3. Высокотемпературные. Температура теплоносителя в таких установках может доходить до 200-300ºС. Используются в промышленных масштабах, устанавливаются для обогрева производственных цехов, коммерческих зданий и др.

В высокотемпературных гелиосистемах используется довольно сложный процесс передачи тепловой энергии. К тому же они занимают внушительное пространство, чего не может позволить себе большинство наших любителей загородной жизни.

Процесс изготовления их трудоемок, реализация требует специализированного оборудования. Самостоятельно сделать подобный вариант гелиосистемы практически невозможно.

Высокотемпературные солнечные батареи на фотоэлектрических преобразователях в домашних условиях сделать довольно сложно

Процесс сборки самодельного солнечного коллектора

Начало сборки этого изделия солнечной энергетики стартует с изготовления змеевика. Если вам удалось подобрать готовый змеевик, окончательная сборка займет намного меньше времени. Подобранный змеевик стоит очень тщательно вымыть под струей воды (желательно горячей), чтобы изнутри вымыть все засоры и избавиться от остатков фреона. Если у вас не нашлось подходящих трубок, то нужное количество вы сможете приобрести в магазине. Но в этом случае придется изготовить сам змеевик. Для его изготовления нарежьте трубки на требуемую длину. Далее, используя угловые переходы, проведите их спайку в форме конструкции змеевика. Дальше, чтобы коллектор можно было подключить к системе водоснабжения, на края змеевика напаивайте сантехнические переходы размерами ¾. Существует несколько вариантов формы и конструкции змеевика, например, можно паять трубки в форме «лесенки» (если вы собрались реализовать такой вариант, тогда покупайте не угловые переходы, вам понадобятся тройники).

Сборка самодельного солнечного коллектора

Сборка солнечного коллектора

Потом на заранее подготовленный лист металла вы наносите селективное покрытие черной матовой краской, сделать это желательно не меньше чем в пару слоев. Дождитесь, пока воздушный поток высушит краску, и начинайте пайку змеевика (с неокрашенной стороны). Вся конструкция змеевика должна быть припаяна по всей длине трубок, сделав это, вы гарантируете максимально эффективный теплообмен и как следствие – максимальную передачу тепла в систему водоснабжения. Если сделаете все правильно, собранный вами солнечный коллектор заработает так, как и было задумано.

Цены на заводские приборы

Львиная доля финансовых затрат на сооружение подобной системы приходится на изготовление коллекторов. Это не удивительно, даже в промышленных образцах гелиосистем около 60% стоимости приходится на этот конструкционный элемент. Финансовые затраты будут зависеть от выбора того или иного материала.

Надо отметить, что подобная система не в состоянии отопить помещение, она лишь поможет сэкономить на затратах, помогая подогреть воду в системе отопления. Учитывая довольно большие затраты энергии, которые расходуются на нагрев воды, солнечный коллектор, интегрированный в систему отопления, существенно снижает подобные издержки.

Солнечный коллектор довольно просто интегрируется в систему отопления и горячего водоснабжения (+)

Для ее изготовления используются довольно простые и доступные материалы. К тому же подобная конструкция является полностью энергонезависимой и не нуждается в техническом уходе. Уход за системой сводится к периодическому осмотру и очистке стекла коллектора от загрязнений.

Ответственная стадия сборки

Заключительным этапом вам надо собрать корпус, который скрепит все компоненты устройства в единую конструкцию. Используя лист фанеры и деревянные бруски, нужно сбить прочный ящик. В используемых деревянных брусках заранее прорежьте пазы, в них вы потом вставите экран из поликарбоната (глубина паза около 0,5 см). Выходные отверстия для трубок можно сделать уже после того, как установите все основные компоненты. Далее, в уже собранный деревянный ящик, чтобы создать воздушный карман, вы укладываете изоляцию из минваты. Поверх минваты крепите панель со змеевиком. Края ваты подворачиваете так, чтобы змеевик не дотрагивался до стенок ящика. Нагревательная панель и панель из поликарбоната также должны иметь между собой расстояние и не прикасаться друг к другу.

Завершающая стадия состоит в обработке корпуса специальным раствором с водоотталкивающей способностью и покрывается эмалью (за исключением лицевой части).

Бюджетный солнечный коллектор из страрых оконных рам

Солнечный коллектор из старых рам

Вот и все, солнечный коллектор своими руками готов. Для того чтобы его активировать, поставьте его на опорную конструкцию, развернув лицевой частью к солнцу таким образом, чтобы лучи падали на лицевую часть под максимально прямым углом. На крыше устанавливаете бак для накопления воды, он будет служить резервуаром. К верхней части бака проведите шланг, соединенный с верхней трубкой коллектора, к нижней части от нижней трубки. Подключив воду по такой схеме, вы обеспечите работу в режиме естественной циркуляции. Согласно законам физики, горячая вода будет подыматься кверху в направлении бака, а вытесняемая холодная будет попадать в коллектор для нагрева в змеевике. Не забудьте, что к баку необходимо присоединить шланг и вентиль для забора воды из бака, а также его наполнения новой.

Выводы и полезное видео по теме

Процесс изготовления элементарного солнечного коллектора:

Как собрать и ввести в эксплуатацию гелиосистему:

Естественно, самостоятельно сделанный солнечный коллектор не сможет конкурировать с промышленными моделями. Используя подручные материалы, довольно сложно добиться высокого КПД, которым обладают промышленные образцы. Но и финансовые затраты будут гораздо меньше по сравнению с приобретением готовых установок.

Тем не менее, самодельная солнечная система отопления существенно повысит уровень комфорта и сократит расходы на энергию, которая вырабатывается традиционными источниками.

Имеете опыт в сооружении солнечного коллектора? Или остались вопросы по изложенному материалу? Пожалуйста, поделитесь информацией с нашими читателями. Оставлять можно в форме, расположенной ниже.

Итоги

В заключение хотелось бы отметить, что возможная конструкция коллектора неограничена использованием медного змеевика. Существует много разных способов, например, можно собрать вполне эффективный, работающий коллектор с использованием в качестве абсорбирующих элементов пивных банок, других бутылок из жести. Вариантов много. Для этого только стоит изучить вопрос, собрать необходимое количество пивных банок или жестяных бутылок. Далее, собрать их в единую конструкцию. Главное, что даже если вы решили собрать коллектор из пивных банок или бутылок, помните, что все солнечные коллекторы работают по одному и тому же принципу. Качественно проведите спайку стыков соединения патрубков и банок, создайте в конструкции должные условия вакуума и все у вас получиться. Смело беритесь за дело. В итоге вы получите не только совершенно бесплатный и автономный источник горячей воды. Вы также получите огромное психологическое удовлетворение от осознания того, что вы приложили руку к увеличению доли использования возобновляемой энергетики в современном мире глобализации. Создав прибор, работающий на солнечном излучении, вы станете более независимыми от центральных систем снабжения как электричеством, так и газом. Вы сами обеспечите себя горячей водой в хозяйственных нуждах. Удачи.

Удачная реализиция самодельного солнечного коллектора

Солнечный коллектор

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

Источник: arbolit.org


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.