Особенности солнечных коллекторов для отопления дома

Соорудить солнечное отопление частного дома своими руками – не такая и сложная задача, как кажется неосведомленному обывателю. Для этого понадобятся навыки сварщика и материалы, доступные в любом строительном магазине.

Назначение

Коллектор и солнечная батарея два разных устройства. Батарея использует преобразование солнечной энергии в электрическую, накапливающуюся в аккумуляторах и применяющуюся для бытовых нужд. Солнечные коллекторы, как и тепловой насос, предназначены для сбора и накапливания экологически чистой энергии Солнца, преобразование которой используется для нагрева воды либо отопления. В промышленных масштабах стали широко использоваться солнечные тепловые электростанции, преобразующую тепло в электроэнергию.

Назначение

Принцип работы

Современный технический прогресс позволяет использовать тепловые коллекторы для отопления. Они представляют собой климатическую технику с возобновляемым ресурсом энергии. Потратиться придётся только на приобретение оборудования (или его составных частей, если делать аппарат самостоятельно).

Каждый квадратный метр коллектора позволяет сэкономить 800 киловатт в год. Это составляет 30−40% общего потребления тепла в доме, а в некоторых случаях эта цифра доходит до 50%.

Принцип работы солнечных тепловых коллекторов почти ничем не отличается от функционирования обычных бытовых водонагревателей. Энергия воздействует на тепловой элемент, тем самым повышая температуру жидкости внутри: вода, антифриз или воздух.

Погода не всегда позволяет использовать только солнечное тепло, поэтому были изобретены модели, использующие в своей работе одновременно и энергию солнца, и электричество. Когда на улице стоит холодная погода, а освещение низкое, солнечные лучи используются лишь для того, чтобы прогреть устройство, а дальше в дело вступает электричество. Такие модели менее экономичны, чем их собратья, нацеленные только на сбор тепла из окружающей среды. Эта технология была названа принудительной циркуляцией и чаще применяется в наиболее крупных солнечных коллекторах.

Подобное совместное функционирование применяется чаще, чем автономное. Однако в регионах, где количество солнечных дней значительно превышает количество пасмурных, не исключается полное переключение на энергию природы без задействования электричества. Чтобы использовать её максимально, нужно учесть этот вариант ещё на этапе постройки здания и грамотно его теплоизолировать.

Железная крыша — солнечный коллектор, как источник тепла. Солнечный обогрев дачного дома. |

Хочу предложить вашему вниманию способ уменьшения затрат на отопление. Он может быть реализован в частных домовладениях, которые имеют крышу, крытую железом и окрашенную в тёмные цвета (суриком или эмалями).

Смысл состоит в том, чтобы использовать тепло, которое образуется в чердачном помещении для отопления жилой площади.

В результате воздействия солнечных лучей на кровлю, последняя нагревается и нагревает воздух, который поднимается и собирается ближе к коньку крыши (примерно1/3 по высоте самой крыши).

При этом нагрев может быть весьма значительным даже при температурах на улице близких к нулю и даже чуть ниже. Остается только закачать образовавшийся теплый воздух в жилое помещение.

Эта операция может выполняется маломощным и бесшумным вентилятором. Теплый воздух закачивается в помещение, а уже остывший выводится через вентиляционные отверстия в полу. Тем самым мы получаем еще один положительный эффект – сушка половых досок и предохранения их от загнивания.

Для того, чтобы не накачать в комнату холодный воздух, в устройстве применен термодатчик ДТКБ на 25оС. Датчик установлен на чердаке, примерно на полметра ниже верхнего среза воздуховода и имеет нормально разомкнутый контакт.

При повышении температуры датчик срабатывает и включает вентилятор. Вентилятор начинает гнать воздух в воздуховод. В результате повышения давления в воздуховоде открывается самодельный аэроклапан, и теплый воздух движется дальше по воздуховоду и поступает в комнату.

Аэроклапан нужен для предотвращения утечки теплого воздуха из комнаты на чердак.

Устройство было испробовано мною в осенний период. Я заметил, что температура на чердаке (он у меня не жилой), в тот период, когда крыша освещена солнцем, довольно большая. И я решил реализовать свои идеи на практике.

Установил трубу (деревянный короб) так, что бы он мог забирать воздух из-под конька. В разрез короба вставил вентилятор от ЭВМ (еще советской). Устроил воздушный клапан. В потолке сделал отверстие для доступа воздуха.

И все заработало!

Таким образом, этой осенью удалось отодвинуть начало отопительного сезона на 2,5 недели. Вроде немного, но это экономия величиной в полтонны угля. Цена угля в прошлом сезоне у нас подскочила до 50 у.е за тонну. Так что считайте сами. А с началом весны, когда солнце выходит все чаще и чаще, я приезжаю в уже нагретую дачу.

Железная крыша — солнечный коллектор, как источник тепла. Солнечный обогрев дачного дома. |

Александр Виноградов.

От :

Отличная реализация солнечного отопления. Простая и эффективная по соотношению «затраты/результат».

Однако и его можно усовершенствовать, значительно повысив его эффективность.

Во-первых, вместо термодатчика ДТКБ на 25 градусов, установить электронное устройство с двумя датчиками температуры, которое бы сравнивало температуру под железной крышей с температурой в доме (комнате).

Читайте также:  Как подключить котел к системе отопления своими руками

И запускало бы вентилятор всегда, когда температура под крышей больше, чем в комнате. Это бы позволило бы превратить систему в тепловой насос, который качал бы тепло всегда, как только появлялась для этого возможность. Даже при отрицательных температурах.

Всегда есть резон немного подогреть комнату, хотя бы с минус 10 до минус 5…

Во – вторых, неплохо бы устроить в комнате какой либо тепловой аккумулятор. Например в виде кирпичной стенки или отопительного щитка. Можно даже сделать какой либо стеллаж, на который установить полсотни пластиковых бутылок (летом его убирать, естественно).

Днем, когда светит солнце, комната будет нагреваться достаточно быстро. А излишек будет сбрасываться на улицу. А вот ночью может стать холодно. Что бы этого не происходило, излишек тепла лучше накапливать, а не сбрасывать.

Иными словами — увеличить тепловую инерцию комнаты.

Такое солнечное отопление будет очень эффективно работать именно весной, когда солнечные дни достаточно часты.

Обсудить проблемы солнечного отопления на форуме.

Устройство самодельного солнечного коллектора

Для уверенного в своих силах мастера собрать тепловой коллектор не составит труда. Можно начать с небольшого устройства для обеспечения горячей воды на даче, а в случае успешного эксперимента перейти к созданию полноценной солнечной станции.

Устройство самодельного солнечного коллектора

Плоский солнечный коллектор из металлических труб

Самый простой в исполнении коллектор – плоский. Для его устройства понадобится:

Устройство самодельного солнечного коллектора
  • сварочный аппарат;
  • трубы из нержавеющей стали или меди;
  • стальной лист;
  • закаленное стекло или поликарбонат;
  • деревянные доски для рамы;
  • негорючий утеплитель, способный выдержать нагретый до 200 градусов металл;
  • черная матовая краска, устойчивая к высоким температурам.

Сборка солнечного коллектора довольно проста:

Устройство самодельного солнечного коллектора

Для полноценного функционирования коллектора понадобится накопительный бак. Его можно сделать из пластиковой бочки, утепленной снаружи, в которой спиралью уложен теплообменник, соединенный с солнечным коллектором. Вход нагретой воды должен располагаться сверху, а выход холодной – снизу.

Важно правильно разместить бак и коллектор. Чтобы обеспечить естественную циркуляцию воды, бак должен находиться выше коллектора, а трубы – иметь постоянный наклон.

Устройство самодельного солнечного коллектора

Если же солнечный коллектор расположен на крыше дома, придется включить в систему насос, который обеспечит движение воды.

Солнечный нагреватель из подручных материалов

Устройство самодельного солнечного коллектора

Если со сварочным аппаратом дружбу свести так и не удалось, можно сделать простой солнечный нагреватель из того, что под рукой. Например, из жестяных банок. Для этого в дне делаются отверстия, сами банки скрепляются друг с другом герметиком, на него же садятся в местах соединения с ПВХ-трубами. Красятся в черный цвет и укладываются в раму под стекло также, как и обычные трубы.

А вот работать с пластиковыми бутылками еще проще – достаточно нанизать их на покрашенные в черный цвет ПВХ-трубы.

Устройство самодельного солнечного коллектора

Для улучшения нагревания в каждую бутылку вкладывается черная подложка, сами же бутылки создают парниковый эффект, так что не требуют накрывания стеклом.

Фасад дома из солнечных батарей

Устройство самодельного солнечного коллектора

Почему бы вместо обычного сайдинга не отделать дом чем-то полезным? Например, сделав с южной стороны на всю стену солнечный нагреватель.

Такое решение позволит оптимизировать расходы на отопление сразу по двум направлениям – снизить затраты на энергоноситель и существенно сократить теплопотери за счет дополнительного утепления фасада.

Устройство самодельного солнечного коллектора

Устройство просто до безобразия и не требует специальных инструментов:

  • на утеплитель уложен окрашенный оцинкованный лист;
  • поверх уложена нержавеющая гофрированная труба, также выкрашенная в черный;
  • все прикрыто листами поликарбоната и зафиксировано алюминиевыми уголками.
Устройство самодельного солнечного коллектора

Если же и этот способ кажется сложным, на видео представлен вариант из жести, полипропиленовых труб и пленки. Куда уж проще!

/wp-content/uploads/2018/02/

Устройство самодельного солнечного коллектора

Вам понравится

  • Установка пластиковых окон в деревянном доме
  • Отопление дома электричеством своими руками
  • Газовое отопление своими руками
  • Как сделать веранду своими руками
Устройство самодельного солнечного коллектора

Разновидности коллекторных устройств

В зависимости от конструктивной разновидности изделия делятся на несколько видов:

Разновидности коллекторных устройств
  • Плоские – в качестве поглотителя энергии солнца выступает алюминиевая пластина или медный элемент, поскольку данные материалы – оптимальные тепловые проводники. Пластинный компонент в обязательном порядке подлежит обработке специальным покрытием, которое обеспечивает тепловое поглощение. Крепление данного типа моделей может осуществляться в удобном месте, то есть на крыше, в области фасада, стены. Это универсальные модели, которые используются и для отопления, и для водного нагрева.

Плоский солнечный коллектор на крыше частного дома

Разновидности коллекторных устройств
  • Вакуумные модельные элементы подразумевают в качестве основного компонента применение трубной системы – змеевика. Получается, что в верхней части происходит соединение нескольких отдельных трубчатых частей, в ходе чего формируется отдельная панель. Работает это устройство по принципу термоса. Этот модельный ряд оснащен прямоточным механизмом, по которому осуществляется циркуляция, а также изделиями с трубами тепловой разновидности.

Сезонный вакуумный солнечный коллектор

Наиболее распространенные модели всесезонных солнечных коллекторов с вакуумными трубками:

Количество трубок Характеристики Розничная цена, у.е.
10 Рабочая температура: -30…+180°С Рабочее давление: 6 бар Производительность по горячей воде зима/лето: 30-100 л/день
15 Рабочая температура: -30…+180°С Рабочее давление: 6 бар Производительность по горячей воде зима/лето: 50-150 л/день
20 Рабочая температура: -30…+180°С Рабочее давление: 6 бар Производительность по горячей воде зима/лето: 70-200 л/день
30 Рабочая температура: -30…+180°С Рабочее давление: 6 бар Производительность по горячей воде зима/лето: 100-300 л/день
Разновидности коллекторных устройств

Солнечный коллектор для нагрева воды можно сделать своими руками, и это решение позволит сэкономить деньги, но отнимет определенное количество времени.

Строение плоского и вакуумного солнечных коллекторов

Разновидности коллекторных устройств

Преимущества и недостатки подобного вида изделий

Вакуумные модели

Разновидности коллекторных устройств

Этот ряд оснащен определенным количеством преимуществ, на которые стоит обязательно обратить внимание:

Достоинства
Невысокий показатель тепловых потерь, поскольку вакуум прекрасно справляется со своей базовой опцией
Большой диапазон рабочих температурных режимов, стойкость к морозу, потому что модель призвана выдерживать температурный показатель от –45°С
Простота и легкость в плане осуществления всех монтажных работ и подобных мероприятий, которые не отнимают много времени
Невысокий уровень парусности
Возможность функционирования в течение длительного времени
Разновидности коллекторных устройств

14

В климатической области умеренного типа данная вариация превратится в оптимальное решение. Также стоит обратить внимание на несколько отрицательных моментов представителя данного модельного ряда:

Разновидности коллекторных устройств
Недостатки
Необходимы регулярные снегооочистительные мероприятия
Отсутствие превышения угла наклона величины в 20°
Еще один недостаток солнечных коллекторов для нагрева воды – высокая цена

Солнечные коллекторы чаще всего устанавливают на крыше

Разновидности коллекторных устройств

Стоит ли отдавать предпочтение в пользу этого элемента – каждый потребитель принимает решение самостоятельно.

Плоские модели коллекторов

Разновидности коллекторных устройств

Если рассматривать положительные моменты в рамках функционирования подобных систем, можно выделить несколько:

Разновидности коллекторных устройств
Достоинства
Возможность самостоятельно очищения и удаления снега и инея
Максимальный показатель в летний период работы
Невысокая цена изделий
Осуществление монтажных мероприятий под любым углом

14

Разновидности коллекторных устройств

Если вы постоянно проживаете в теплых климатических условиях, стоит обратить внимание на плоские коллекторы. Тем не менее, этот факт не лишает их определенных минусов:

Недостатки
Высокий уровень парусности
Необходимость проведения сложных установочных мероприятий, поскольку на крышу осуществляется монтаж коллектора исключительно в собранном виде
Сокращение эффективности прибора в холодное время года из-за недостаточного показателя работоспособности
Высокий уровень тепловых потерь в ходе эксплуатации
Разновидности коллекторных устройств

Можно применять самодельный солнечный коллектор для нагрева воды, а можно приобрести готовую модель – от этого будет зависеть качество, продуктивность и особенности последующего функционирования.

Особенности установки системы

Установить солнечный коллектор без давления вы легко сможете своими руками. Для монтажа систем под давлением мы рекомендуем воспользоваться услугами специалистов.

Вакуумный солнечный коллектор может монтироваться:

  • На крыше дома или другого сооружения. Не возникает проблем при монтаже на плоских, одно – и двускатных крышах.
  • На стенах зданий.
  • На балконах и выступах домов.
  • Как отдельное сооружение на собственном каркасе. При этом важно поднять коллектор на высоту, на которой будет исключено его затенение близлежащими постройками. Для систем без давления важно, чтобы точки сброса воды (краны и пр.) были ниже уровня накопительного резервуара, для создания достаточного давления для самотека.

Купить солнечный коллектор для воды и отопления можно, как для автономного использования, так и для совместного применения с централизованными системами отопления и горячего водоснабжения.

Наши специалисты окажут вам помощь в выборе подходящего варианта. Мы поможем выбрать солнечный коллектор, подходящий по цене, который обеспечит надежное ГВС и отопление объекта. Здесь вы подберете решение для небольшого частного дома, коттеджа или комплекса зданий. Обращайтесь. [ratings]

Поделиться:Facebook Twitter LinkedIn Google + Pinterest VK Tumblr

Как изготовить солнечный коллектор?

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

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

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

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

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

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

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

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

Организация водонагревателя для бассейна своими руками

Плоский солнечный коллектор для подогрева для бассейна можно изготовить своими руками из доступных, порой без дела лежащих материалов в сарае на даче. Кроме экономии электрической энергии, получается прямая выгода от отказа в трате финансов на промышленный образец.

Простейшая схема, где отсутствует даже намек на автоматику (регулируется вручную) выглядит следующим образом:

Организация водонагревателя для бассейна своими руками

Конструкция состоит из следующих элементов:

  • самодельный плоский коллектор;
  • тройник на входе в коллектор;
  • тройник на выходе из коллектора;
  • выпускной клапан, смонтированный с выпускным тройником для освобождения системы от воздушных пробок;
  • сливной кран;
  • кран на подводящем шланге;
  • обратный клапан, обеспечивающий запуск насоса;
  • циркуляционный насос;
  • бассейн.
Организация водонагревателя для бассейна своими руками

Вариантов изготовления солнечного коллектора своими руками домашние мастера придумали много — в зависимости от имеющихся в наличии подручных материалов. Для примера приведем вариант коллектора, который устанавливается на поверхности земли с минимально возможным расстоянием от бассейна с целью снижения тепловых потерь.

Площадка выбирается с учетом максимального попадания светового потока в самодельный адсорбер. Готовится устойчивое основание с гидроизоляцией. Все это должно выглядеть примерно, как показано на изображении:

Организация водонагревателя для бассейна своими руками

Каркас, на который будет крепиться коллектор, изготавливается из деревянного бруса, как и сама рама. Основание рамы обшивается фанерой.

  1. На дно фанеры укладываются металлические листы. Подготавливается основание для укладки стекла.
  2. Получившаяся конструкция в виде щита окрашивается в черный цвет.
  3. Плоскость щита размечается под укладку металлопластиковых труб, устанавливаются крепления под них, после чего монтируются нарезанные в размер металлопластиковые трубы.
  4. Между собой трубы соединяются в змеевик уголками и штуцерами — фурнитурой из металлопластика. В бортах оборудуется вход/выход труб змеевика.
  5. Следует обязательно провести пробное гидравлическое испытание. После подтверждения герметичности конструкции, змеевик также необходимо окрасить в черный цвет.
Организация водонагревателя для бассейна своими руками

Для улучшения теплопроводности, на трубах собирается каркас из алюминиевого профиля. В пазы профиля и подготовленное основание в деревянной раме укладывается порезанное определенного размера стекло. Стеклянная накладка изготавливается из нескольких частей, каждая из которых садится на герметик и скрепляется друг с другом специальной фиксирующей накладкой.

Организация водонагревателя для бассейна своими руками

Достоинства и недостатки

У солнечных коллекторов имеется ряд плюсов:

  • высокая производительность, их КПД намного выше по сравнению с фотоэлектрическими элементами и ветрогенераторами;
  • энергия, которую они усваивают — полностью бесплатна;
  • функционируют они без вреда для окружающей среды.

Минусы:

  • высокая стоимость;
  • из-за переменчивости погоды, производительность солнечного коллектора не может похвастаться стабильностью.

Отзывы пользователей, установивших у себя в доме солнечные коллекторы, свидетельствуют о высокой эффективности таких приборов. Одни считают, что цена для них — завышена, другие же считают ее абсолютно оправданной. В среднем, стоимость такого оборудования окупается за 7-10 лет.

Установка

Поскольку оборудование работает от солнечной энергии, то, соответственно, установка обогревателя будет проводиться на открытом воздухе. Монтаж рекомендуют проводить на крышах зданий, на балконах или других архитектурных выступах.

Экран водонагревателя должен быть направлен на юг. Установку проводят под определенным углом к горизонту, который эквивалентен географической широте местности.

Водонагреватель постоянно поглощает энергию и по понятным причинам источник энергии выключить нельзя, поэтому, в случае малого потребления воды, температура застоя может достигать до 300°С.

По этой причине не допускается использование пластиковых и стальных труб с цинковым покрытием. Оптимальными в эксплуатации станут трубопроводы, изготовленные из меди или нержавеющей стали.

Горячий контур солнечного водонагревателя должен иметь теплоизоляцию, это позволит избежать ожогов и возгораний. Следует учесть температурный режим работы оборудования при выборе теплоизоляции и крепежей.

Производители солнечных водонагревателей на корпусе своей продукции указывают точную температуру застоя. Панели коллектора должны находиться на открытом пространстве, чтобы был открытый доступ к солнечному свету. Необходимо исключить наличие возможных преград.

Чаще всего углом наклона коллектора будет наклон ската крыши. Для того, чтобы эффективность работы водонагревателя приблизить к максимальной, лучше придерживаться рекомендаций и использовать специальный стеллаж, на который будет крепиться коллектор.

Т.е. залогом правильной и эффективной работы оборудования являются всего несколько правил:

  • направление на юг;
  • правильный угол наклона;
  • беспрепятственный доступ к солнечному свету;

Некорректная установка снизит качество работы водонагревателя, а вложенные средства не будут оправданы. Тип нагревателя также может играть роль в способе его установки. При монтаже учитывают тип используемого оборудования.

Пассивная

Подразумевает само собой протекающую абсорбцию и аккумулирование энергии. Солнечная энергия попадает на объект нагрева без контроля этого процесса, т.е. отсутствуют какие-либо механизмы и контролирующие элементы. Это простая система, которая не требует особых затрат. Однако недостатки в том, что водонагреватель работает неравномерно и не на полную мощность.

Самый наглядный пример – это затемненный бак, который размещен над летним душем. В таком пассивном режиме работают одноконтурные системы, в которых применяется процесс естественной циркуляции. Для полноценной работы системы приемный бак размещают выше коллектора, но такой способ установки не всегда удобен. Решить вопрос можно с помощью другого способа работы системы.

Активная

Лишена недостатков пассивной системы. Ее функционирование основано на том, что солнечные лучи благодаря специальным устройствам переходят в тепловую энергию, которая систематически передается нагревательному баку и потребителю. Функционирование такого нагревателя достигается благодаря принудительной циркуляции, которая может поддерживаться в одно- и двухконтурных системах. Также применяют и дополнительно устанавливают двигатели, которые поворачивают панели и насосы, измерительную аппаратуру, а также устройства контроля и управления работой системы.