Как сделать солнечный коллектор своими руками: типы конструкций и этапы работ. Трубчатые солнечные коллекторыотзывы, принцип действия, обзор моделей и ценыВ поисках альтернативной энергетики для отопления частного дома были придуманы солнечные тепловые коллекторы. Это эффективные устройства, обладающие высокими качественными характеристиками, способные питать не только лампочку, но и осуществлять обогрев всех помещений за счет лучей. Гелиоустановки успешно применяются в странах с суровым климатом, согласно отзывам покупателей, встроенная автоматизация помогает эффективно эксплуатировать вакуумное оборудование в разных условиях, сохраняя нужную температуру воздуха и воды.
Оглавление:
Особенности Принцип работы состоит в поглощении, накапливании и распределении энергии для потребностей владельцев частных домов. Гелиосистема оснащена собирательным устройством, контуром для теплообменника, аккумулятора, приемника и датчиков. Основной элемент изготовлен из медного сплава, изолирован полиуретаном и анодированным алюминиевым покрытием. Именно через поглотитель начинается подача тепла. Действие происходит за счет движения жидкости через верхнюю часть оборудования. В процессе осуществляется забор энергии от наконечников из меди. Носитель нагревается в змеевике – такой замкнутый цикл идет до тех пор, пока его температура не будет превышать показатель воды в накопителе. Время работы вакуумного солнечного коллектора и качество отопления зависит от продолжительности светового дня и особенностей погоды. Конструкция напоминает принцип термоса: у отдельных элементов прозрачная поверхность, что позволяет собирать излучение. На внутреннюю сторону деталей нанесено специальное покрытие, способствующее увеличению эффекта поглощения. Между слоями коллектора находится вакуумное пространство, за счет которого вода всегда сохраняется в жидком виде, не замерзает даже при -30°C и аккумулирует тепло в пасмурную погоду и в ночное время суток, что способствует бесперебойному отоплению.  Разновидности солнечных батарейКлассификация гелиосистем происходит по конструктивным особенностям трубок и типу теплового канала, используемого в качестве приемника: 1. Коаксиальная модель вакуумного солнечного коллектора для отопления дома представляет собой двойную колбу из стекла, в полости которой откачан воздух. На поверхность нанесено абсорбирующее покрытие, поэтому передача энергии происходит от самой трубки. 2. Перьевая конструкция является одностенной, пустота здесь расположена в пространстве теплового канала, часть которого вместе с накопителем интегрирована в колбу.
3. По способу циркуляции носителя термосифонные системы: горячая жидкость двигается в верхнюю часть прибора. Из-за разницы в плотности возникает гидростатическое давление. Если установить расширительный бак, появится самопроизвольный ход воды, скорость которой зависит от конструкции вакуумной трубки, интенсивности излучения и времени охлаждения в теплообменнике. 4. В системах с принудительной циркуляцией установлен маломощный насос, способствующий движению носителя. При этом потребляемая мощность значительно меньше получаемой энергии для обогрева частного дома. 5. Также существует различие по числу контуров. В самых простых коллекторах вода для отопления нагревается и расходуется из бака-накопителя. 6. Более сложные состоят из вакуумной трубки и элементов отбора жидкости. В устройстве находится незамерзающий и нетоксичный носитель с антикоррозийными и противопенными добавками. Такой метод надежно защищает оборудование от солей и накипи и способствует более долгой эксплуатации при отоплении.
Обзор моделей и их характеристики На данный момент Китай держит лидерство по производству коллекторов, работающих на солнечной энергии. Согласно отзывам владельцев частных домов, отечественные изготовители также поставляют в продажу оборудование с хорошими характеристиками. Европейские устройства отличаются довольно высокой ценой, но со временем затраты на покупку и установку приборов вполне оправдываются. Наиболее известные компании выпускают следующие коллекторы: 1. Micoe.
 Коллекторы Дача и Универсал – наиболее известные приборы отечественного производителя. SCH-18 обладает высоким КПД с температурой в конденсате до 250°C. Колбы сделаны из красной меди, теплоноситель – жидкий. Отсутствие воды в вакууме обеспечивает устойчивость к промерзанию. Прочный корпус хорошо противостоит ветру. Трубопровод защищен манифольдом с полиуретаном. Резиновые противопылевые уплотнители не допускают попадания пыли и осадков. Эффективно работают при температуре до -35°C, тип функционала – напорная система для отопления. Имеется контролер по управлению нагревателем, размер трубок – 1800 мм, объем бака – 135-300л, мощность ТЭНа – 1.5-2 кВт. Коллекторы изготовлены в соответствии с международными сертификациями, что обеспечивает их безопасность и надежность. 3. Paradigma.
4. Shentai.
5. Viessman.
Критерии выбора коллектораЕсли в планы входит купить вакуумный коллектор для отопления, стоит обратить внимание на ряд нюансов, которые помогут определиться с моделью: 1. Для плоской крыши подходит трубчатая гелиосистема. При большой парусности она будет держаться прочно и устойчиво. 2. Изучая технические характеристики, нужно учесть количество трубок, их тип, размеры, площадь оборудования. 3. Также важно знать объем жидкости, габариты прибора, поверхность абсорбера, качество стекла колб и толщину изолятора. 4. Для расчета реальной производительности необходимо выяснить площадь отопления, количество теплопотерь, особенности климата, потребление горячей воды в сутки. 5. При приобретении коллектора также нужно учитывать дополнительные расходы на установку комплектующих: бака, аккумулятора и обменника.
Мнения пользователей Несмотря на довольно высокую стоимость, гелиоустановки получили большую заинтересованность, о чем свидетельствуют отзывы владельцев, которые воспользовались подобными системами отопления:
Евгений Гончар, Краснодар.
Ангелина, Москва.
Марина, Ростов-на-Дону.
Дарья, Екатеринбург. Стоимость У всех компаний существует свой диапазон цен на солнечные коллекторы вакуумного типа. При закладке бюджета на гелиосистему для отопления важно произвести предварительные расчеты и определиться с подходящим вариантом. Приблизительная стоимость указана в таблице:
Отопление дома солнечным коллектором завоевывает все большую популярность, благодаря универсальности и эффективности. Изготовители разрабатывают новые технологии для улучшения характеристик, надежности и безопасности использования. Владельцы, которые установили системы на дома, уже успели оценить их качество, экономию и высокую производительность. obogrevguru.ru для отопления дома, бассейна, теплицы, душаСолнечный коллектор – это альтернативный источник получения тепловой энергии за счёт использования солнечной. Сейчас это удобное приспособление уже не новшество, но позволить себе его установку может далеко не каждый. Если подсчитать, покупка и монтаж коллектора, который удовлетворит бытовые нужды среднестатистической семьи, могут обойтись в пять тысяч американских долларов. Само собой, окупаемости такого источника придется ждать довольно долго. Но почему бы не сделать солнечный коллектор своими руками и установить его?
ВидыСтандартное устройство имеет вид металлической пластины, которая помещена в пластмассовый или стеклянный корпус. Поверхность этой пластины аккумулирует солнечную энергию, задерживает тепло и передаёт его для различных бытовых нужд: отопление, подогрев воды и т.д. Интегрированные коллекторы бывают нескольких видов.
НакопительныеНакопительные коллекторы ещё называют термосифонными. Такой солнечный коллектор своими руками без насоса получается наиболее выгодным. Его возможности позволяют не только подогревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне некоторое время. Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые находятся в теплоизоляционном ящике. Баки накрыты стеклянной крышкой, через которую пробиваются солнечные лучи и подогревают воду. Этот вариант наиболее экономичен, прост в эксплуатации и в обслуживании, но его эффективность в зимнее время практически равна нулю.
ПлоскиеПпредставляет собой большую металлическую пластину – абсорбер, который находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор своими руками будет более эффективен при использовании именно крышки из стекла. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает. Внутри ящика присутствует термоизоляция, что позволяет значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому она покрыта аморфным полупроводником, который значительно увеличивает показатель аккумуляции тепловой энергии. При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками, часто отдают предпочтение именно плоскому интегрированному устройству. Впрочем, он не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для домашних нужд и отопление помещения. Плоский – самый широко используемый вариант. Абсорбер для солнечного коллектора своими руками предпочтительно делать из меди.
ЖидкостныеИз названия понятно, что главным теплоносителем в них выступает именно жидкость. Водяной солнечный коллектор своими руками делается по следующей схеме. Через поглощающую солнечную энергию металлическую пластину, тепло передаётся по прикрепленным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или прямо к потребителю. К пластине подходят две трубы. Через одну из них подаётся холодная вода из бака, а через вторую в бак поступает уже подогретая жидкость. У труб обязательно должны присутствовать отверстия входа и выхода. Такую схему подогрева называют замкнутой. Когда же подогретая вода напрямую подаётся для удовлетворения нужд пользователя – такую систему называют разомкнутой.
Неостекленные чаще применяются для нагрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует закупки дорогих материалов – сгодится резина и пластмасса. У остекленных КПД выше, поэтому они способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой. ВоздушныеВоздушные устройства экономичнее вышеперечисленных аналогов, использующих воду в качестве теплоносителя. Воздух не замерзает, не подтекает и не кипит как вода. Если в такой системе происходит утечка, она не приносит столько проблем, однако определить где она произошла довольно сложно. Самостоятельное изготовление не обходится потребителю дорого. Солнцеприемная панель, которая накрывается стеклом, нагревает воздух, который находится между ней и теплоизоляционной пластиной. Грубо говоря, это плоский коллектор, имеющий внутри пространство для воздуха. Внутрь поступает холодный воздух и под действием солнечной энергии подаётся потребителю тёплый. Вентилятор, который крепится в воздуховод или непосредственно на пластину, улучшает циркуляцию и улучшает воздухообмен в устройстве. Для работы вентилятора требуется использование электричества, что не очень-то экономно.
Такие варианты долговечны и надёжны и обслуживать их проще, чем устройства, которые используют жидкость в качестве теплоносителя. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для отопления теплицы солнечным коллектором подойдёт как раз такой вариант. Как это работаетКоллектор собирает энергию с помощью светонакопителя или, другим словами, солнцеприемной панели, которая пропускает свет к аккумулирующей металлической пластине, где солнечная энергия преобразуется в тепловую. Пластина передает тепло теплоносителю, которым может быть как жидкость, так и воздух. Вода отправляется по трубам к потребителю. С помощью такого коллектора можно отопить жилище, нагреть воду для различных домашних целей или бассейна. Воздушные коллекторы используются, в основном для отопления помещения или подогрева воздуха внутри него. Экономия при использовании таких устройств очевидна. Во-первых, не нужно использовать какое-либо топливо, а во-вторых, снижается потребление электроэнергии.
Для того чтобы получить максимальный эффект от использования коллектора и бесплатно подогревать воду на протяжении семи месяцев в году, он должен иметь большую поверхность и дополнительные теплообменные устройства. Коллектор СтаниловаИнженер Станислав Станилов представил миру самую универсальную конструкцию солнечного коллектора. Основной идеей использования разработанного им устройства является получение тепловой энергии за счет создания парникового эффекта внутри коллектора. Конструкция коллектораКонструкция этого коллектора очень проста. По сути, это солнечный коллектор из стальных труб, сваренных в радиатор, который помещён в деревянный контейнер, защищённый теплоизоляцией. В качестве теплоизоляционного материала могут выступать минеральная вата, пенопласт, понополистирол.
На дно коробки кладется оцинкованный металлический лист, на который монтируется радиатор. И лист, и радиатор окрашиваются в чёрный, а сама коробка покрывается белой краской. Разумеется, контейнер накрывается стеклянной крышкой, которая хорошо герметизируется. Материалы и детали для изготовленияДля сооружения такого самодельного солнечного коллектора для отопления дома понадобится:
Этапы работЭтапы изготовления коллектора Станилова своими руками:
Расчет размеровРасчёт размеров для того чтобы изготовить солнечный коллектор для отопления своими руками, прежде всего, направлен на определение нагрузки системы теплоснабжения, покрытие которой берет на себя это устройство. Само собой, что подразумевается использование нескольких источников энергии в комплексе, а не только энергии солнца. В этом деле важно расположить систему таким образом, чтобы она взаимодействовала с другими – тогда это даст максимальный эффект. Для определения площади коллектора нужно знать, для каких целей он будет использоваться: отопление, подогрев воды или и того, и другого. Проанализировав данные водомера, потребностей в обогреве и данные инсоляции местности, в которой планируется установка, можно высчитать площадь коллектора. К тому же, надо учесть потребности в горячей воде всех потребителей, которые планируется подключить к сети: стиральной машины, посудомоечной машины и т.д.
Селективное покрытиеСелективное покрытие выполняет едва ли не самую основную функцию в работе коллектора. Пластина или радиатор с нанесённым покрытием притягивают в разы больше солнечной энергии, превращая её в тепло. Можно приобрести специальный химикат в качестве селективного покрытия, а можно просто окрасить теплонакопитель в чёрный цвет. Чтобы сделать селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, можно применить:
Коллекторы из подручных материаловСобрать солнечный коллектор для отопления дома своими руками и дешевле и интереснее, ведь изготовить его можно из различных подручных материалов. Из металлических трубЭтот вариант сборки походит на коллектор Станилова. При сборке солнечного коллектора из медных труб своими руками, из труб варится радиатор и помешается в деревянный короб, проложенный изнутри теплоизоляцией. Наиболее эффективными будут медные трубы, алюминиевые тоже можно использовать, но их тяжело варить, а вот стальные – наиболее удачный вариант. Такой самодельный коллектор не должен быть чересчур большим, чтобы его было легко собрать и монтировать. Диаметр труб на солнечные коллектора для сварки радиатора должен быть меньше, чем у труб для ввода и вывода теплоносителя.
Из пластиковых и металлопластиковых трубКак сделать солнечный коллектор своими руками, имея в домашнем арсенале пластиковые трубы? Они менее эффективны в качестве теплонакопителя, однако в разы дешевле меди и не коррозируют как сталь. Трубы выкладываются в короб по спирали и закрепляются хомутами. Их можно покрыть черной или селективной краской для большей эффективности. С укладкой труб можно экспериментировать. Так как трубы плохо гнутся, их можно укладывать не только по спирали, а и зигзагом. Среди преимуществ, пластиковые трубы легко и быстро поддаются пайке.
Из шлангаЧтобы сделать солнечный коллектор для душа своими руками понадобится резиновый шланг. Вода в нем нагревается очень быстро, поэтому его тоже можно использовать в качестве теплообменника. Это самый экономичный вариант при изготовлении коллектора своими руками. Шланг или полиэтиленовая труба укладывается в короб и прикрепляется хомутами. Так как шланг скручен по спирали, в нем не будет происходить естественная циркуляция воды. Чтобы использовать в данной системе ёмкость для накопления воды, необходимо оснастить её циркуляционным насосом. Если это дачный участок и горячей воды уходит немного, то того её количества, которое буде поступать в трубу, может оказаться достаточно.
Из банокТеплоносителем солнечного коллектора из алюминиевых банок выступает воздух. Банки соединяются между собой, образуя трубу. Чтобы сделать солнечный коллектор из пивных банок нужно обрезать днище и верх каждой банки, состыковать их между собой и склеить герметиком. Готовые трубы помещаются в деревянный короб и накрываются стеклом. В основном, воздушный солнечный коллектор из пивных банок используют для устранения сырости в подвале или для обогрева теплицы. В качестве теплонакопителя можно использовать не только пивные банки, а и пластиковые бутылки.
Из холодильникаСолнечные водогрейные панели своими руками можно соорудить из непригодного холодильника или радиатора старого авто. Конденсатор, извлеченный из холодильника, надо хорошо промыть. Горячую воду, полученную таким способом, лучше использовать только для технических целей. На дно короба расстилается фольга и резиновый коврик, потом на них укладывается конденсатор и закрепляется. Для этого можно применить ремни, хомуты, либо то крепление, которым он был прикреплен в холодильнике. Для создания давления в системе не помешает установить над баком насос или аквакамеру.
ВидеоВы узнаете, как сделать солнечный коллектор своими руками, из следующего видео. solar-energ.ru Водяной солнечный коллекторИзобилие солнечного света и тепла летом, страстное желание или потребность добиться реальной экономии в отоплении и горячем водоснабжении заставляют многочисленных умельцев придумывать и реализовывать в металле самые интересные с их точки зрения проекты солнечного водяного коллектора.
 Но, как всегда, умные люди советуют – перед тем, как приниматься за изготовление водяного солнечного коллектора своими руками, познакомьтесь с готовыми конструкциями, воплощенными в реальность. Сложно сказать, достигнута ли главная цель и получен требуемый эффект преобразования солнечного тепла в водяное. Как правило, информация об этом у мастеров отсутствует. Поэтому перед изготовлением водяного солнечного коллектора проанализируйте и ответьте сами себе на простые вопросы:
Совет! Для изготовления водяного солнечного коллектора необходимо иметь хотя бы примитивные знания о водяном солнечном коллекторе и теплопередаче на уровне выпускника советского техникума. Цели и задачи изготовления водяного солнечного коллектораСтоит напомнить, что для солнечного потока максимальная падающая тепловая энергия в среднем составляет 800Вт/ч на метр в квадрате в летнее время. Для систем водяного отопления современного дома или квартиры этого явно недостаточно. Например, при отапливаемой площади в 50м2 минимальные тепловые потребности составят не менее 7-8кВт/ч, в зависимости от состояния жилья, значит, при 100% КПД устройства потребуется, как минимум, 10м2 солнечного коллектора. А вот как альтернатива электрической бойлерной системе водяной солнечный коллектор вполне потянет. При условии наличия в системе теплоаккумулятора и водяного насоса. Важно! Цена простейшего китайского плоского водяного коллектора тепловой мощностью в 1,1квт, нормального качества, не превышает 150 евро. Примем для проекта, что стоимость материалов и вспомогательных устройств, использованных для постройки водяного солнечного коллектора, не должна превысить 130-150 евро. В противном случае затраты не оправдывают цели. Подбираем конструкцию водяного солнечного коллектораВ качестве рабочей модели используем стандартную и многократно проверенную конструкцию с использованием набора параллельных нагреваемых трубок. Самый сложный вопрос – материалы. Среди многочисленных вариантов солнечных водяных любительских конструкций можно выбрать наиболее подходящую схему, при условии:
Достаточно часто встречаются конструкции водяных коллекторов с использованием разнообразных теплообменников от старых холодильников и подобные им устройства. Сам по себе такой теплообменник, впаянный в лист меди или закрепленный на тепловом экране, даст в солнечный день максимум пол-литра кипятка в час. Более рационально использовать его медную трубку для изготовления нагреваемых трубок водяного солнечного коллектора.
 Для солнечного водяного коллектора потребуется определенное количество медных трубок, флюса и оловянно-свинцового припоя, листовой меди. Для коллектора в габаритах 200х70см необходимо:
Итог: средняя стоимость материалов оценивается в 140-150дол., что примерно сопоставимо с требованиями к себестоимости проекта водяного коллектора солнечного света.
 Изготавливаем теплообменник водяного солнечного коллектораПеред пайкой и сборкой потребуется провести разметку и раскройку материала. Места сверления отмечаем ударом остро заточенного пробойника. Сверловку отверстий выполняем только на сверлильном станке, аккуратно снимаем заусенцы.
 Перед сборкой и пайкой нагреваем места пайки газовой горелкой, обрабатываем флюсом и облуживаем припоем все места пайки. Тонкие нагреваемые трубки лудим по всей длине в местах будущего крепления экрана-поглотителя.
 В процессе спаянные места оборачиваем мокрой ветошью для исключения расплавления спая из-за перегрева теплообменника. Вторым заходом вырезаем полоски меди так, чтобы они образовали сплошной лист. Не пытайтесь припаивать один сплошной лист, это сложнее чем вы думаете, и потребует специального оборудования. На концах подводной и отводной трубы запаивают штуцера для крепления труб, соединяющих солнечный коллектор с бойлером или водяным теплоаккумулятором.
 Для исключения возможных деформаций конструкции коллектора теплообменник можно поместить в коробку или на навесную раму. Как правило, дно коробки выстилают теплоизоляционным матом и дополнительно задувают строительной пеной. До монтажа в короб необходимо провести проверку герметичности пайки. Для этого следует один из штуцеров заглушить с помощью резьбовой пробки на уплотнительной фум-ленте. Ко второму штуцеру подводится давление от строительного или автомобильного компрессора. Каждый стык пайки последовательно обмазывается мыльным раствором, подобно проверке на утечку газа. В случае наличия пузырей брак необходимо перепаять. Покрытие для водяного солнечного коллектораОтдельная тема – нанесение покрытия, чем обычно козыряют все продавцы водяных солнечных коллекторов, промышленного изготовления. Для нанесения абсолютно черного покрытия использует лак в аэрозольной упаковке и кусок резины. Перед выполнением работ поверхность теплообменника необходимо обработать спиртом или ацетоном. Все работы выполняются на открытом воздухе, на сквозняке, используя респиратор. Перед нанесением покрытия располагаем коллектор так, чтобы нагреваемые трубки стояли вертикально, и зажигаем резину. Последовательно распыляем лак, и через секунду подносим коптящее пламя резины на расстояние, обеспечивающее осаждение сажи на тонкий слой лака. Работу лучше выполнять в несколько заходов, пока не будет получено сплошное черное сажевое покрытие. После окончательного высыхания лака покрытие хорошо держится на медной поверхности. Можно в качестве эксперимента нанести повторный слой лака, но зачастую он не нужен.
 Готовый водяной коллектор монтируется в короб и закрывается листом прозрачного поликарбоната. Он лучше и легче стекла, не боится тепловых перегрузок от солнечного света, ударов, благодаря специальной защитной пленке более долговечен в использовании, даже на открытом солнце. Но, в отличие от минерального стекла, поликарбонат имеет высокий коэффициент теплового расширения, примерно на 1м величина изменения составляет 3мм. Поэтому лист крепится на поверхность водяного коллектора с использованием специальных теплокомпенсирующих подкладок и шайб, герметика, устойчивого к солнечному излучению. Перед герметичной упаковкой коллектора в корпус в нижней части можно уложить пару мешочков с силикагелем или фирменных поглотителей влаги и водяных паров. bouw.ru Солнечные коллекторы для отопления своими рукамиЗапасы носителей энергии неизбежно исчерпываются, а на другом конце планеты арабские шейхи, которые всю жизнь сидят на нефти, уже начали задумываться об альтернативных источниках энергии. Это верный сигнал о том, что пора бы более серьезно подходить к использованию неиссякаемого источника энергии — энергии Солнца. В европейских странах около 60% всего отопления уже переведено на гелиосистемы полностью или частично. С нашей инертностью это произойдет очень нескоро, поэтому пока не соберешь гелиосистему своими руками, никто ее не принесет. Содержание:
Средства альтернативной энергетики Поэтому рассматривать этот вопрос глобально для нас с вами не имеет никакого смысла. Только индивидуальный подход поможет эффективно использовать солнечную энергию. В индивидуальных, конечно, целях. В принципе, чтобы реализовать систему отопления Солнцем, можно купить элементы, смонтировать их, настроить и запустить в действие. Только это неимоверно дорого. Рисковать такими суммами мы не можем, поэтому хотя бы в плане эксперимента можно собрать солнечные коллекторы для отопления своими руками. Практически из отходов и мусора. Конечно, такая система не подойдет для трехэтажной виллы, но для дачи вполне сможет стать вполне рабочим средством отопления, хотя все зависит от объема вложений, материалов, средств автоматизации и грамотности исполнения. Расчет такой системы, кстати, очень непростая штука, поэтому его мы рассмотрим очень приблизительно и для небольшого помещения. Расчет отопления на солнечных коллекторахЗдесь все очень относительно, поскольку по данным NASA один квадратный метр площади земли в средних широтах получает около полутора киловатт энергии. Параметр этот очень относительный, и вовсе не потому, что агентство скрывает правду от людей, а потому что количество солнечной энергии, которое попадет на наш коллектор, очень зависит от облачности, угла положения Солнца, направления светового потока и массы других параметров, список которых занял бы не одну страницу. Но то, что при грамотном использовании этого вида энергии можно обеспечить теплом и горячей водой полноценный жилой дом, это доказанный факт. Принцип действия солнечного коллектора прост и основан на элементарных законах физики, а чтобы не вдаваться в доказательную базу, состоящую из формул и сложных расчетов, достаточно сказать, что в наших широтах даже в пасмурную погоду гелиосистема может работать полноценно, а в солнечный полдень выдавать до 1600 кВт энергии. Солнечный коллектор работает очень просто. Вода, которая находится в замкнутом пространстве, принимает тепловую энергию от солнечных лучей. Энергия не имеет возможности выйти наружу, поэтому накапливается в коллекторе. Система, собранная своими руками, может обеспечить очень невысокий КПД, примерно 50-60%, но этого хватит, чтобы полноценно отопить дом. Типы солнечных коллекторов для отопленияЕсть несколько конструктивных решений, которые позволят отапливать помещение солнечной энергией и самые простые из них вкратце описаны ниже:
Это базовые виды солнечных коллекторов, но существует множество модификаций всех этих схем, в которые включены отражатели, концентраторы лучей, автоматизированные следящие системы, которые направляют луч непосредственно на коллектор под нужным углом, независимо от угла расположения Солнца. Солнечные коллекторы для отопления зимой Зима — совсем не повод забывать о гелиоколлекторах. Они эффективны как зимой, так и летом. Сложность заключается в том, что:
Именно проблема с оттаиванием снега на поверхности солнечного коллектора вызывает наибольшие проблемы, особенно в коллекторах вакуумного типа, которые по умолчанию летом имеют более высокий КПД. Плоские же коллекторы справляются с обледенением своими силами и могут растопить наледь и снеговой покров, но в любом случае, при температурах ниже 15 градусов, необходимо ставить контроллер, который бы обеспечивал постоянную температуру теплоносителя в коллекторе. Реализация может быть любая — от подачи нагретой воды из аккумулятора, электроподогреватель. Тогда коллектор запустится сам и сможет работать дальше в штатном режиме. Конечно, вакуумный коллектор своими руками выполнить едва ли получится, а вот плоский, причем любых размеров, вполне возможно. Поэтому стоит экспериментировать и бороться за тепло в доме при помощи бесценного и бесплатного природного источника — солнечной энергии. nashprorab.com Типы солнечных коллекторв | Блог SolarSoulСолнечный коллектор — устройство для сбора тепловой энергии Солнца, переносимой видимым светом и ближним инфракрасным излучением. Коллектор так же служит для передачи тепла теплоносителю, теплота которого расходуется на нужды горячего водоснабжения, отопления и подогрева бассейна. Основным элементом солнечного коллектора является абсорбер. Абсорбер это поверхность коллектора, которая за счет специального нанесенного селективного покрытия обеспечивает максимальное поглощение Солнечной энергии. Существует два основных типа солнечных коллекторов: Плоские и Трубчатые.
Плоский солнечный коллектор Плоский солнечный коллектор состоит из плоского листового или перьевого абсорбера, прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя. Прозрачный элемент (стекло) обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов. В качестве материала абсорбера обычно служит медь или алюминий.
Общее устройство плоского солнечного коллектора Второй вид солнечных коллекторов — трубчатые вакуумные. В данных коллекторах изолятором служит вакуум заполняющий пространство в стеклянной колбе, в которой размещен абсорбер. Существует несколько основных типов вакуумного трубчатого солнечного коллектора.
Вакуумный трубчатый солнечный коллектор Наиболее распространена конструкция вакуумного трубчатого коллектора с тепловыми трубами.
Общее устройство вакуумного трубчатого солнечного коллектора  Поделиться "Типы солнечных коллекторов" Рекомендуемые статьиsolarsoul.net Вакуумные (трубчатые) солнечные коллекторыВ основе конструкции вакуумного солнечного коллектора заложена трубчатая система изоляции медного абсорбера. Тут каждая медная трубка вставлена в запаянный по концам стеклянный сосуд цилиндрической формы и имеет свою собственную изоляцию. Причём, как видно из названия, теплоизолирующим материалом в таком коллекторе служит вакуум. Он совсем не проводит тепла, поэтому полностью исключает потери на конвекцию и теплопроводность и, таким образом, сводит общие тепловые потери коллектора к минимуму. Это позволяет обеспечить высокий и стабильный КПД коллектора даже при слабом рассеянном солнечном излучении в облачный день, а также при отрицательной температуре наружного воздуха. Поэтому вакуумные солнечные коллекторы производят в среднем на 30-40% больше тепловой энергии в течение года по сравнению с другими типами коллекторов. Стеклянные трубы вакуумных коллекторов позволяют солнечным лучам всегда падать на приёмную поверхность медных трубок под прямым углом, сводя отражения к минимуму. При первых лучах солнца ранним утром, или днём, когда солнце нестерпимо палит, или вечером, на закате, - всегда теплоносная жидкость в коллекторе будет нагреваться постоянно, с одинаковой интенсивностью. Даже при сильной облачности или во время дождя коллектор будет снабжать дом тёплой водой. Трубки вакуумного коллектора выполнены из ударопрочного стекла, способного выдержать удары града даже большого размера или падение коллектора с небольшой высоты. Тем не менее стеклянные трубки имеют тонкие стенки - за счёт минимальной толщины стенок стеклянных трубок вакуумные коллекторы обладают наименьшей тепловой инерцией. Благодаря этому вакуумный коллектор намного быстрее освобождается от оледенения, инея, снега. Приходя в рабочее состояние практически сразу на рассвете, он начинает производить горячую воду, в то время как плоские коллекторы все ещё простаивают. Все части коллектора, контактирующие с теплоносной жидкостью, выполнены из высококачественной меди. Трубки абсорбера, по которым перемещается теплопроводящая жидкость, выполняются или U-образной формы, или коаксиально, то есть в виде двух трубок разного диаметра, вставленных друг в друга. При этом по внутренней трубке вниз подаётся холодная жидкость, нагревающаяся по мере движения. А потом, уже частично прогретая, она устремляется вверх по наружной трубке, где ещё сильнее нагревается и часть своего тепла отдаёт внутренней трубке, которая уже греет очередную порцию воды. Очень часто внутренняя сторона стеклянной трубки, обращённая к солнцу, покрывается зеркальным слоем, чтобы лучи, проходящие мимо медной трубки, отразились от изогнутого зеркала и все же попали на неё, только с обратной стороны. Таким образом, в нагреве теплоносной жидкости принимает участие вся поверхность медной трубки. И это опять-таки выгодное отличие от абсорбера плоского коллектора. Обладая низкой парусностью, вакуумные коллекторы просто, легко и надёжно крепятся к кровле. Снег, дождь и ветер свободно проходят между трубками. Поэтому такие коллекторы могут успешно использоваться даже в районах, где часто бывают штормовые ветры и ураганы, на побережье или в горах. При механическом повреждении одной или нескольких вакуумных трубок их легко можно заменить без остановки и слива всей системы. Одна трубка стоит значительно дешевле, чем весь коллектор. Высокая надёжность и долговечность вакуумных коллекторов обеспечивают потребителей теплом и горячей водой на долгие годы. Такие коллекторы могут использоваться и в системах с принудительной циркуляцией теплоносной жидкости, и в системах с естественной циркуляцией. Есть даже модели, у которых теплоаккумулирующий бак не отнесён от коллектора на некоторое расстояние, а соединён с трубками напрямую, Это позволяет системе занимать наименьшее пространство и сокращает потери тепла, неизбежно получаемые при перемещении горячей жидкости по трубопроводам.
До недавнего времени высокая стоимость вакуумных коллекторов была чуть ли не единственным их недостатком, что в значительной степени ограничивало число лиц, желающих их приобрести, и было серьёзным препятствием к началу их широкого потребления. Бал правили плоские коллекторы. В некоторых странах их производство налажено не только на государственном и высокопрофессиональном уровне, но даже в небольших гаражных мастерских. С приходом на рынок солнечных коллекторов производителей из Азиатского региона, цены на вакуумные коллекторы существенно упали. И теперь даже модели известных европейских производителей можно приобрести по вполне умеренным ценам. Инвестиции в солярные системы, как показывает практика, окупаются уже за 1-5 лет. После окупаемости системы начинается период, при котором природа и технологии начинают работать на потребителя и приносить ему доход в виде экономии средств на энергопотребление последующие тридцать или сорок лет. ТИПЫ ВАКУУМНЫХ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ.
Вакуумный коллектор с прямой теплопередачей воде В таком коллекторе вакуумные трубки соединены с накопительным баком. Из контура теплообменника вода течёт прямо в трубки, нагревается и возвращается обратно. Такие системы еще называют термосифонными. К преимуществам этих систем относится непосредственная передача тепла воде без участия других элементов. Термосифонные системы работают на принципе явления естественной конвекции, когда теплая вода стремится вверх. В термосифонных системах бак должен быть расположен выше коллектора. Когда вода в трубках коллектора нагревается, она становится легче и естественно поднимается в верхнюю часть бака. Более прохладная вода в баке течет вниз в трубки, таким образом, обеспечивается циркуляция во всей системе. В этих системах бак объединен с коллектором и не рассчитан на магистральное давление, поэтому термосифонные системы нужно использовать либо с подачей воды из выше расположенной емкости, либо через уменьшающие давление редукторы. Такая система имеет минимальное гидравлическое сопротивление.
Вакуумный коллектор с прямой теплопередачей воде и встроенным теплообменником Такой коллектор имеет все преимущества и особенности предыдущего типа коллекторов. Отличием является наличие встроенного в бак эффективного теплообменника, что позволяет подсоединить коллектор с баком к напорной сети водоснабжения. При этом в трубках по-прежнему практически нет давления. Одним из преимуществ также является возможность заполнения водонагревательного контура незамерзающей жидкостью, что позволяет использовать его и при небольших минусовых температурах. Другим преимуществом является то, что в коллекторе не откладываются соли жесткости и другие загрязнения, так как объем теплоносителя один и тот же, а расходуемая вода проходит только по внутреннему медному теплообменнику. Вакуумный коллектор с термотрубками Главным элементом солнечных коллекторов данной конструкции является термотрубка – закрытая медная труба с небольшим содержанием легкокипящей жидкости. Работа высокотехнологичных вакуумных трубок основана на простом принципе тепловой трубы, которая представляет собой полый медный стержень, запаянный с обоих концов с расширением в верхней части. Внутри него находиться нетоксичная жидкость (иноргатик). При нагревании жидкости до температуры кипения она закипает и в парообразном состоянии поднимается в верхнюю часть – наконечник (конденсатор), температура на котором может достигать 250-380°С. И там конденсируется, отдавая тепло. А конденсат стекает по стенкам трубки вниз и процесс повторяется. Тепловая трубка вставляется в стеклянную трубу и фиксируется между двумя алюминиевыми ребрами. Форма ребер такова, что площадь их контакта с тепловой трубкой и внутренней поверхностью вакуумной трубы максимальна. Такая модель ребер обеспечивает максимальную передачу тепла к медной тепловой трубке, а потом теплоносителю в проточном теплообменнике. Внутренняя полость тепловой трубки – вакуумирована, поэтому эта жидкость испаряется даже при температуре около 30°С. При меньшей температуре трубка «запирается» и дополнительно сохраняет тепло. Солнечные коллекторы всех указанных типов есть в арсенале нашей компании. ВАКУУМНЫЙ КОЛЛЕКТОР С ПРЯМОЙ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕЙ ВОДЕ. Бренд АНДИ Групп Серия ДАЧА Модель XF-II. Cистема без давления сезонной эксплуатации. Необходимо использовать сезонно (апрель-октябрь). Дальнейшее их использование невозможно за счет вероятности замерзания жидкости внутри трубок и дальнейшего повреждения прибора. Использование этих коллекторов наиболее выгодно в регионах, где нет отрицательных температур. В этом случае, их установка окупается меньше чем за сезон. Поскольку данный вид коллектораработает исключительно без давления (не допускается давление в баке более 0,2 атмосфер), то подключение данного оборудование к магистральным трубопроводам возможно только с использованием понижающего редуктора или открытого бака с поплавковым механизмом. Поэтому, если на выходе необходим напор (например, для работы сантехнических приборов - кранов, санузла и т.п.), после солнечной водонагревательной установки нужно ставить гидроаккумулятор (насос с резиновым баком), рассчитанный на работу с горячей водой. Также к недостаткам можно отнести и возможность откладывания солей и другие загрязнения внутренней поверхности трубок при повышенной жёсткости или загрязненности воды. Это может привести к ухудшению поглощающих свойств вакуумных трубок. ВАКУУМНЫЙ КОЛЛЕКТОР С ПРЯМОЙ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕЙ ВОДЕ И ВСТРОЕННЫМ ТЕПЛООБМЕННИКОМ. Бренд АНДИ Групп Серия УНИВЕРСАЛ Модель CP-II. Система под давлением круглогодичной эксплуатации. Это более технологичный вариант предыдущего вида коллектора. За счет неизменности теплоносителя (можно залить незамерзающую жидкость, увеличивая диапазон эксплуатации до круглогодичного использования) в вакуумных трубках он не подвержен риску загрязнения внутренних поверхностей. Кроме того возможно подключение коллектора к трубам с магистральным давлением. ВАКУУМНЫЙ КОЛЛЕКТОР С ТЕРМОТРУБКАМИ. Бренд АНДИ Групп Серия ПАНЕЛЬ Модель SCH. Круглогодичное применение в сплит-системах солнечного водонагревателя Самый технологичный на данный момент тип коллектора. Может эффективно работать при температуре до -35°С без электрического догрева. В отличие от плоского коллектора, при механическом повреждении одной или нескольких вакуумных трубок, они легко заменяются без остановки и слива всей системы. Из-за формы трубок и более эффективного поглощения солнечной радиации с одного м2 вакуумный коллектор собирает в 1,5 раза больше тепловой энергии. К недостаткам данного типа приборов можно отнести относительно большую цену. Но этот «минус» компенсируется большим количеством « плюсов».
solar-rnd.ru Солнечные коллекторы для отопления - как сделать самому В отличие от запасов жидкого, газообразного, твердого топлива ресурсы солнечной энергии неистощимы. Использование поставляемого солнцем излучения не наносит вреда многострадальной окружающей среде, не опустошает кошельки владельцев загородных коттеджей. Для применения бесплатного подарка природы можно приобрести готовую установку или сделать продуктивные солнечные коллекторы для отопления самостоятельно из подручных средств и недорогих, зачастую «бросовых» материалов. Мощность достигающего земной поверхности потока солнечного света в средних широтах по усредненным данным NASA составляет примерно 1-1,2 кВт, приходящихся на м² площади. Это относительный параметр, зависящий от облачности, климатических условий, рельефа местности, времени года, от направления солнечного потока и еще от массы обстоятельств. При грамотном применении солнечной энергии она способна обеспечить теплом и горячей водой автономное загородное здание.  Солнечный коллектор для отопления, схема устройства и функционала Несмотря на конструктивные различия гелиоустановок, применяемых в качестве обогревателей и аккумулирующих энергию солнца систем, функции у них аналогичны. Они предназначены для сбора и преобразования солнечного излучения в тепловую энергию. Даже в пасмурный день коллекторные системы проявляют чудеса продуктивности, а в жаркий полдень установки поставляют до 1500 кВт. [include title="РСЯ - в записи"] Принцип действия основан на применении законов физики. Солнечные лучи, попавшие в замкнутое пространство, перерабатываются в тепловую энергию и накапливаются, не имея возможности выйти обратно. С учетом частичной потери энергии в самом коллекторе, в трубах и в аккумуляторе тепла оборудование со среднестатистическим КПД, составляющим приблизительно 60%, все равно представляет собой достойную альтернативу обычным схемам отопления.  Принцип действия солнечных коллекторов Обратите внимание. В северных европейских регионах работа солнечных коллекторов, оборудующих практичное архитектурное нововведение «солнечные дома», покрывает 50% потребности автономного строения в тепловой энергии. Дополняют их камины, печи, перерабатывающие древесину. Для стимуляции работы термических гелиоустановок, снабжающих теплом солнечные дома (здания, ориентированные по сторонам света), применяются насосы. Потребляют насосы не более 400 кВт/часов ежегодно. Типы обогревательных систем — «солнечные коллекторы» ↑
 Эффективный солнечный коллектор трубчатого типа
 Схема работы вакуумного гелиоколлектора:1. трубки с жидкостью (вода, антифриз)2. теплоизоляционный корпус3. отражатель4. рама жесткости5 и 6. баки для холодной и горячей воды
Простейший солнечный коллектор для дачников – бочка ↑Сделать его можно из обыкновенной оцинкованной тары для жидкости с объемом 100 — 200 л, расположить которую нужно на крыше. Если самодельный аппарат установить на южной стороне кровли, покрытой блестящим металлическим листом, производительность элементарной установки позволит получать около 100 л воды, нагретой до 60º . Бочка лучше других агрегатов освещается солнечными лучами, а за счет минимальной площади теплообмена с воздухом обладает КПД, равнозначным фабричным установкам. [include title="РСЯ - в записи"] К минусам бочек относят возможность использования лишь в экологически чистых регионах, удаленных от фабрик, транспортных магистралей, аэропортов. Данный самодельный агрегат малоэффективен в зимнюю пору, теряет много тепла в ветряную погоду. Соорудить весьма эффективную гелиоустановку можно из змеевика старенького холодильника. Мастеру потребуются также фольга, рейки для изготовления каркаса, стекло и резиновый коврик. Нужна будет емкость для воды (бак, бочка) и трубы для слива ее и подачи, вентили. Гелиосистема, сделанная собственными руками
 Днище гелиоколлектора желательно укрепить дополнительными рейками
Совет. Обработка стыков герметиком повысит продуктивность самодельного солнечного коллектора. Собранную собственными руками солнечную «котельную» устанавливают на обращенной к югу стороне кровли (возможны варианты в 15-20º). Приоритетный угол наклона 35 градусов, потому что такой уклон предотвратит скопление осадков на стекле коллектора. Устройство можно расположить в доме или во дворе, сделав для него специальные наклонные опоры.  Схема монтажа самодельного солнечного коллектора:1. труба для поставки нагретой воды2. вентиль, предназначенный для сброса давления3. трубопровод для забора горячей воды4. запорная арматура5. вентиль для подпитки6 и 7. трубопровод для холодной воды8. вентиль для разгрузки (слива) Коллектор нужно соединить трубопроводом с предназначенной для сбора горячей воды емкостью-накопителем. По трубе нагретая в коллекторе, менее плотная вода самостоятельно перемещается в накопитель. Обычно это бочка или бак, водруженный на крышу или установленный на земле. Емкость закрывают крышкой, оборудованной вентилем для сброса давления. Вторая труба с запорным вентилем выходит из накопительной емкости, она поставляет холодную воду из бочки в коллектор. В этой замкнутой элементарной системе вода циркулирует, попеременно охлаждаясь и нагреваясь. Нагретая вода с меньшей плотностью перемещается в бочку, из нижней части накопителя более плотная холодная жидкость возвращается в коллектор. Кроме ощутимого сокращения расходов на отопление у самодельных солнечных коллекторов есть еще одно веское преимущество: их можно сделать из «бросовых» материалов, заплатив сущие копейки за то, чего не оказалось в запасе. Они не требуют профессионализма от мастера, не нуждаются в излишне усердном обслуживании. В случай поломки любой элемент можно без осложнений заменить. stroy-aqua.com |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Оборудование SZ47 и MZ58 из Китая предназначено для обеспечения горячей водой и отопления за счет всех типов энергии. Могут быть на крышах, имеющих достаточный запас прочности. Вакуумная трубка для солнечных коллекторов сделана из высококачественного боросиликатного стекла с трехслойным селективным покрытием. Манифольд, подставка и рама изготовлена из алюминиевого сплава, теплообменник – из меди, корпус обшит минеральной ватой и полиуретаном. Размер трубок составляет 60-2000 мм, количество – 10-30 штук, в зависимости от модели. Допустимо сопротивление ветра до 100 м/с, рабочее давление – 6 бар при скорости потока 3,5-8 л/м2/ч. Рекомендуется устанавливать под углом в 15-75°.
Вакуумные коллекторы немецкой компании. Модели CPC Star Azzuro, Titan Plus предназначены для ГВС и систем отопления. Корпус и элементы изготовлены из нержавеющей стали и алюминия, колбы – из боросиликатного стекла. На всю поверхность внутренней части нанесено селективное абсорбирующее покрытие. Параболический зеркальный концентратор собирает лучи по всей площади накопителя. Трубопровод изолирован минеральной ватой с алюминиевым ламинированием. Коллекторы быстро монтируются и могут подключаться к уже существующему оборудованию для обогрева частного дома. При интенсивности излучения в 400 Вт/м2 и температуре воздуха -10°C устройства обслуживают помещения с производительностью на 40 % больше, чем аналогичные приборы других типов.
Марки SCM 58 и STH 200 – наиболее востребованные вакуумные модели солнечных коллекторов совместного производства Китая и Нидерландов. В данных коллекторах для отопления используется принцип пассивной и активной циркуляции носителя. Трубки оснащены стальными гильзами для предотвращения коррозии. Каждая колба может функционировать в индивидуальном режиме, не останавливая гелиосистему для обогрева даже в случае неисправности. Жидкость интегрирована в трубки, присутствует эффект замыкания, исключающий потери тепла. Коллектор может работать под напором водопровода. Дневная производительность – 100-150 л при давлении в 12 атмосфер.
Немецкая компания, выпускающая Vitosol T-200, 300. Абсорбер встроен в стеклянную вакуумированную трубку. Благодаря надежной герметизации, обеспечивается длительное сохранение тепла. Тонкая пленка бария, напыленная на внутренней стороне колб, способствует максимальному аккумулированию энергии. Оборудование хорошо показывает себя в режиме стагнации, при длительных периодах без отбора излучения. Сухое подключение коммуникаций и встроенная автоматика повышают надежность работы коллектора для отопления. Для максимального накопления рекомендуется развернуть трубки в сторону солнца под углом.
«В целях экономии пришлось обратить внимание на солнечные коллекторы для применения в частном пансионате. В сезон расход горячей воды довольно большой, понадобилось выбирать альтернативный способ подачи ГВС и обогрева. Китайский производитель Shentai предлагает купить технику по приемлемой цене, поэтому я остановился на их продукции, тем более, что отзывы, в основном, положительные. Согласно расчетам, мне рекомендовали необходимую мощность, доставили и монтировали все оборудование быстро. По сравнению с затратами на бойлер в каждом номере экономия получилась колоссальная. Недостатков и проблем в работе не наблюдалось».
