Как сделать плоский солнечный коллектор для отапливания

Применение бесплатной солнечной энергии – выгодный способ сэкономить горючее и электричество, расходуемое на отопление приватного дома. Массовому использованию гелиосистем мешает большая стоимость теплоприемников и сопутствующего оборудования – бака накопительного, циркулярного насоса, электронного управляющего блока и остальной арматуры.

Только один способ сократить издержки – сделать солнечный коллектор собственными руками из дешевых материалов и собрать типовую схему обвязки.

Рабочий принцип солнечных нагревателей

Перед тем как приниматься за изготовление самодельной гелиосистемы, необходимо выучить устройство солнечных коллекторов фабричного изготовления – воздушных и водяных. Первые применяются для прямого отопления помещений, вторые используются в качестве водонагревателей либо незамерзающего носителя тепла — антифриза.

Справка. Воздушные установки не очень востребованы из-за ограниченной функциональности.

Водонагревательные гелиоколлекторы намного популярны, так как способны обеспечивать работу отопления, ГВС, приподнимать температуру в открытых бассейнах.

Основной компонент гелиосистемы – сам солнечный коллектор, предлагаемый в 3 вариантах выполнения:

  1. Плоский водяной нагреватель. Собой представляет герметичный короб, теплый снизу. В середине размещен тепловой приемник (абсорбер) из листа металла, на котором закреплен медный полотенцесушитель. Сверху компонент закрыт прочным стеклом.
  2. Конструкция воздухонагревательного коллектора аналогична предыдущему варианту, исключительно по трубкам взамен носителя тепла двигается воздух, нагнетаемый вентилятором.
  3. Устройство трубчатого вакуумного коллектора сильно отличается от моделей плоского типа. Аппарат состоит из прочных колб из стекла, куда помещены медные трубки. Их концы присоединяются к 2 магистралям – подающей и обратной, воздух из колб откачан.

Добавление. Есть и иная разновидность вакуумных водяных нагревателей, где колбы из стекла плотно запаяны и наполнены специализированным веществом, испаряющимся при низкой температуре. При испарении газ поглощает огромное количество теплоты, передаваемое воде.

В процессе теплопередачи вещество опять конденсируется и течет на дно колбы, как показано на картинке.

Устройство вакуумной трубки прямого нагрева (слева) и колбы, работающей за счёт испарения / конденсации жидкости
Перечисленные типы коллекторов применяют принцип прямой передачи теплоты облучения солнцем (иначе – инсоляции) протекающей жидкости или воздуху.

Плоский бойлер работает так:

  1. Через медный трубный змеевик со скоростью 0.3—0.8 м/с двигается вода либо антифриз, прокачиваемый циркулярным насосом (хотя бывают и самотечные модели для уличного душа).
  2. Солнечные лучи подогревают абсорбирующий лист и плотно соединенную с ним трубу змеевика. Температура протекающего носителя тепла подымается на 15—80 градусов в зависимости от сезона, времени суток и уличной погоды.
  3. Чтобы убрать потери тепла, дно и боковые поверхности корпуса утеплены искусственным латексом либо экструдированным пенопластом.
  4. Прозрачное верхнее стекло делает 3 функции: оберегает селективное покрытие абсорбера, не дает возможность ветру обдувать полотенцесушитель и создаёт непроницаемую прослойку воздуха, удерживающую тепло.
  5. Горячий тепловой носитель поступает в трубный змеевик бака накопительного – буферной емкости или косвеника.

Так как температура воды в контуре аппарата колеблется одновременно с изменением времен года и суток, солнечный коллектор не может применяться для отопления и ГВС напрямую. Полученная от солнечных лучей энергия подается ключевому тепловому носителю через полотенцесушитель бака — аккумулятора (водонагревателя косвенного нагрева).

Исключение – гелиоустановки для бассейнов, нагревающие воду резервуара напрямую или через простой трубный змеевик.
Результативность трубчатых аппаратов повышена за счёт вакуума и внутренней отражающей стенки в каждой колбе.

Солнечные лучи свободно проходят сквозь безвоздушную прослойку и греют медную трубку с антифризом, но тепло не может одолеть вакуум и выйти наружу, благодаря этому потери минимальны. Иная часть излучения попадает в отражатель и фокусируется на водяной магистрали.

По заверениям изготовителей, КПД установки может достигать 80%.

Когда вода в баке нагрета до необходимой температуры, солнечные теплообменные аппараты переключаются на бассейн при помощи трехходового клапана

Делаем водяной коллектор

Бойлер вакуумного типа сделать дома не выйдет как все понимают. Благодаря этому беремся за плоскую конструкцию с трубным змеевиком и собирающим лучи солнца абсорбером.

В совершенстве следует рассчитать площадь приемника и водную температуру на выходе, зависящую от большого количества самых разных факторов:

  • регион проживания и уровень инсоляции;
  • температура воздуха, особенно зимой;
  • площадь теплообменной поверхности, воспринимающей облучение солнцем;
  • материал и покрытие змеевика;
  • температура носителя тепла при входе;
  • наклонный угол панели в отношении к лучам солнца;
  • скорость направления воды по трубам теплообменного аппарата.

На просторах интернета легко отыскать расчеты продуктивности солнечного коллектора, но предупреждаем — вычисления очень неточные.
Пример. За основу принимается факт: в ясный день на 1 м? поверхности попадает 500—800 Вт солнечной энергии.

Дальше по школьной формуле m = Q / 1.163 х ?t определяем массу воды, нагретую на 40 °С трубным змеевиком 1 м?: 500 / 1,163 х 40 = 10.7 литра в час. При инсоляции 800 Вт/м? получится подогреть 17.2 л/ч.

Но дьявол прячется в деталях: изначальный критерий 0.5—0.8 кВт на метр квадратный – цифра очень примерная.

Приемник тепла из ПНД труб (слева) и бухт садового шланга, помещенных в середину рам окна (с правой стороны)
Мы рекомендуем самый простой подход к вопросам, изложенный в пошаговой инструкции:

  1. Проверьте место и площадь, которую вы готовы отдать под коллектор.
  2. Определяясь по стоимости на материалы, подберите приемлемый вариант для сборки змеевика и корпуса.
  3. Сделайте опытный образец, подсоедините к отоплению либо водообеспечению по правильной схеме. Способы обвязки мы покажем в следующих разделах этой статьи.
  4. Испытайте нагревательный контур дома и сделайте последующие выводы о наращении / уменьшении мощности, изменении конструкции и так дальше.

Теперь пройдём каждый этап отдельно, заостряя внимание на подводных камнях.

Расположение тепловой установки

Собственно, вариантов расположения самодельного коллектора только два: на крыше строения либо площадке открытого типа участка возле дома. Подбирая место, соблюдайте обычные правила:

  1. Площадка должна быть максимально освещена в течение дня, не затеняться деревьями и прочими хозпостройками.
  2. Во время установки на крышу подбирается более пологий скат, куда всегда попадает солнце. Ясно, что крутая часть ломаной кровли не сможет подойти.
  3. Водогрейную установку, приготовленную для отапливания либо горячего водообеспечения, не относите далеко от дома. Становится больше длина подающих трубо-проводов, потери тепла и цена монтажных работ.
  4. Наземный коллектор ориентируйте так, чтобы солнце, зрительно двигающееся на запад с востока, регулярно освещало теплоприемник. Угол установки панели – 60±15°.

Примечание. Результативность греющего элемента можно увеличить при помощи параболического солнечного концентратора, собирающего лучи в единый пучок, который направляется на абсорбер. Конструкция и способы сборки вогнутого зеркала показаны на видео.

Солнечные установки, которые рассчитаны на подогрев воды в летнем душе, размещаются на крыше данного сооружения и подсоединяются по самотечной схеме. Приспособления для нагрева бассейнов размещаются рядом с чашей резервуара.

Подбор материалов

Подборку деталей для производства солнечных нагревателей воды собственными руками мы выполнили на основании отзывов и тем, обсуждаемых на популярном форуме Forumhouse. Итак, прямоугольный короб приемника в большинстве случаев выполняется из бруса сделанного из дерева либо готовых рам старых окон.

Стенка находящаяся сзади корпуса теплоизолируется базальтовой теплоизоляцией, пенополистиролом или экструзионным пенопластом.
Совет.

Дно короба можно создать из фольгированного полимерного теплоизолятора. Железный слой послужит абсорбером – устанавливать дополнительный лист не придется.

Теплообменные аппараты домашние мастера делают из самых разных труб:

Как солнечный коллектор отапливал мой подвал

  • полиэтиленовые черные (ПНД);
  • гофрированная нержавеющая сталь;
  • медные и металлические;
  • полипропилен и металопластик;
  • PEX труба;
  • панельные радиаторы из стали.

Варианты самодельных теплоприемников из медных и труб профильных стальных
С точки зрения эффективности и долговечности практичней использовать трубки из алюминия, меди и нержавейки, обладающие самой лучшей теплопроводимостью.

Минус материала – большая стоимость.
Трубы из пластика намного дешевле железных и легче в монтаже.

Однако во время применения полимерных материалов необходимо брать во внимание ряд невидимых моментов:

  • любые пластмассы понемногу приходят в негодность под воздействием излучения ультрафиолета;
  • стенки труб ППР очень толстые, плохо проводят тепло;
  • качественный металопластик очень дорог для наших целей, а недорогой очень часто расслаивается на изгибах и быстро рушиться на солнечных лучах;
  • PEX труба «запоминает» первый изгиб в бухте, из него комфортно делать кольцевой полотенцесушитель, а выровнять проблематично;
  • трубы ПНД необходимо приобретать пищевой серии (с синей полосой), она лучше защищена от ультрафиолетовых лучей.

Справка. Самый простой вариант теплообменного аппарата для бассейна – черный садовый шланг, уложенный «улиткой».

Минус материала – растрескивание резины от длительного действия солнечного света.
Тонкостенные трубы ПНД – Правильный выбор по соотношению качество/стоимость.

Черная поверхность быстро поглощает тепло солнца, фитинги для соединений недорогие. К абсорберу трубопровод фиксируется хомутами из ПВХ либо жестяной полосой на саморезах.

В качестве абсорбирующего листа можно задействовать простую или нержавейку, окрашенную в черный цвет. Достойный вариант – листовой алюминий либо медь.

Верх короба закрывается следующими прозрачными материалами на выбор:

  • простое или безопасное стекло с металлической сеткой;
  • прозрачная пленка из полиэтилена;
  • тонкий структурный поликарбонат.

Пленка — самый недорогой вариант покрытия. Одна беда: тонкий полимерный этилен рушиться на морозе

Совет. Не используйте в качестве прозрачного элемента готовые стеклопакеты от окон из ПВХ.

Во время зимы при большом температурном перепаде между воздухом с улицы и закрытой камерой коллектора двухслойный пакет не выдержит и потрескается.

Советы по сборке

Производственный процесс солнечного коллектора настолько понятен, что расписывать пошаговые инструкции бессмысленно. Задача – сделать максимально непроницаемую камеру, установив в середине трубный змеевик на металлическом абсорбере.

Мы просто дадим ряд рекомендаций, дабы защитить вас от ошибок:

  1. Трубы теплообменного аппарата можно ложить продольно либо спиралью (улиткой). Расстояние между соседними линиями (виточками) делайте маленьким – от 1 до 4 см.
  2. Воздухонепроницаемость корпуса достигается промазыванием стыков герметиком из силикона либо прокладыванием уплотнителей из резины.
  3. Трубки фиксируются к основе любым хорошим способом – пластмассовыми хомутиками, полосой из металла либо просто устанавливаются по обоим бокам шурупами.
  4. Вся внутренняя полость красится термостойкой эмалью черного цвета (реализуется в аэрозольных баллончиках).
  5. Толщина слоя теплоизоляции на задней стенке бойлера – минимум 50 мм.
  6. Сверху легче всего натянуть прозрачную пленку — это прекрасный вариант для умелого экземпляра. После ее легко заменить стеклом.

Еще рекомендация. Детали из мебели необходимо обработать антисептиком.

Раму, сваренную из профилей из стали, накройте грунтовочной смесью и 2 слоями светлой краски.
После сборки панели теплоприемника заполните полотенцесушитель водой и необходимо проверить на герметичность. После проведите проверки солнечного коллектора — подсоедините вывода к баку, установите панель на солнечных лучах и иногда измеряйте водную температуру, имея в виду время нагрева.

На основе настоящих критериев очень просто узнать продуктивность бойлера.
Производственный процесс самодельного коллектора с медным трубным змеевиком обращаете внимание на видео:

Схема подсоединения

Коллектор, который предназначен для подогрева воды в душе, присоединяется к накопительному баку по самотечной схеме. Главное условие: гелиоустановка должна находиться ниже ключевой емкости, чтобы горячая вода менее плотные поднималась по трубе и вытесняла холодную.

Конструкция подобной системы показана на чертеже.

При подключении к водонагревателю либо теплоаккумулятору солнечный коллектор выступает как настоящий тепловой источник. Производственники гелиосистем рекомендуют применять двухтрубную напорную схему, включающую необходимые элементы обвязки:

  • циркулярный насос, развивающий давление 0.4 Бар;
  • расширительный бак мембранного типа;
  • автоматизированный отводчик воздуха;
  • клапан предохранительный, высчитанный на срабатывание при давлении 2 Бар;
  • прибор для определения величины давления;
  • термометр;
  • арматура запорного типа, вентиль подпитки;
  • контроллер с 2-мя термопреобразователями;
  • тепловая изоляция для подводящих трубо-проводов.

Решающий момент. Если к буферной емкости подсоединяется батарея из нескольких коллекторов, продуктивность насоса и объем бака расширительного необходимо расширить.

Самая маленькая вместительность мембранного резервуара – 10% от всего количества носителя тепла в контуре.

  1. Теплоприемник прикрепляется к нижнему змеевику буферной емкости, где вода холоднее.
  2. Контроллер при помощи датчиков сравнивает водную температуру (антифриза) в подающей трубе и теплоаккумуляторе.
  3. Электронный блок задерживает насос, когда температура воды в резервуаре равна либо превосходит температуру носителя тепла на подаче.
  4. Попадающий в контур воздух сбрасывается через автоматизированный клапан, установленый в верхней точке системы.
  5. В случае перегрева носителя тепла из-за остановки насоса (ведь солнце выключить нереально) сработает клапан для предохранения и стравит избыточное давление.

Наименее затратный компонент схемы – электронный блок управления. Как можно обойтись без контроллера:

  • приобрести на Aliexpress не дорогой термостатический клапан, срабатывающий по температурной разнице;
  • установить таймер день–ночь и механический термостатический клапан, отключающий насос при высоком нагреве буферной емкости.

Как работает недорогой китайский блок управления (цена — 15 у. е.), смотрите в видеообзоре:

Отопление воздушной гелиосистемой

Установка воздушного подогрева выполняется подобным образом, только трубный змеевик делается из труб большего размера, а нагнетание обеспечивает вентилятор. Приемник излучения умельцы делают из подобных материалов:

  • алюминиевая гофра для проветривания;
  • бутылки из платика, вставленные одна в одну;
  • пивные банки с вырезанным дном.

В коробе делается 2 отверстия под воздушные трубы, в середине ложится небольшая сетка, исключающая попадание насекомых. Вентилятор – кулер от компьютера – ставится на одном из отверстий, теплообменная часть красится в черный цвет.

Подводящие трубы утепляются и прокладывают в обогреваемое помещение. Алгоритм сборки воздушного коллектора показан в видеосюжете:

Заключение

Привлекательность солнечных коллекторов вызвана ростом расценок на источники энергии. Хотя во время зимы продуктивность нагревателей воды уменьшается, тепло солнца даёт заметную экономию по расходу топлива главным источником — котлом. Если вы желаете максимально обогревать собственный дом за городом бесплатной солнечной энергией, рекомендуем обратить собственное внимание на установки со сделанными из зеркала концентраторами.

Эти очень эффектные устройства повсеместно используются в Европейских государствах и Америки.

Солнечные коллекторы для нагревания воды и отопления

  • Косвеники
  • Бак-аккумулятор и бои?лер серии ALFA
  • Электрический водонагреватель серии Comfort и Comfort Plus
  • Электрический водонагреватель серии Delta
  • Электрический водонагреватель серии Omega и Omega Plus
  • Электрический водонагреватель серии Omicron и Omicron Plus
  • Бак-аккумулятор серии PS
  • Электрический водонагреватель серии Sigma
  • Электрический водонагреватель серии Standart
  • Солнечные коллекторы для нагревания воды и отопления
    • Сплит-система «Стандарт»
    • Сплит-система «Элит»
    • «Панель»
    • Система под давлением «Универсал»
    • Система без давления «Дача»
    • Сокол-Эффект
    • Тепловой носитель
    • Дизайн-радиаторы отопления
      • Гидравлические дизайн радиаторы
      • Электрические дизайн радиаторы
      • Осветительные приборы
        • Освещение в доме
        • Освещение на улице
        • Запчасти для железнодорожного транспорта
          • З/ч части для вагонов
          • З/ч для тормозных систем
          • З/ч для тягового состава
          • З/ч для цистерн
          • Междувагонные соединения
          • Солнечный коллектор

            Солнечная сплит-система эффективное решение для оснащения горячего водообеспечения и поддержки отопления в наше время, позволяющее значительно уменьшить регулярно увеличивающиеся затраты на обычные тепловые источники (газ, твёрдое и жидкое горючее, электрическая энергия).

            Солнечный коллектор
              • Круглогодичное применение (при температуре воздуха до -40°C).
              • Возможность применения на территориях имеющих усредненное солнце (климат умеренных широт)
              • Можно применять как своими силами, так и как дополнительную систему для нагревания в системах с комбинированным нагревом тепловых носителей, что ощутимо понижает расходы на обогрев.
              Солнечный коллектор

              В состав кондиционеров класса «Элит» входят водонагреватели электрические накопительные высококлассного европейского уровня качества, соответствующее всемирным требованиям, сделанные в Италии на прогрессивном производстве с применением сегодняшних технологий.

              Солнечный коллектор
                • Для одновременного решения нескольких задач (обеспечение ГВС, поддержка системы обогрева, системы пола с подогревом).
                • Могут накоплять тепло, полученное от одного до пяти источников одновременно, в зависимости от типа водонагревателя косвенного нагрева есть возможность получать нужный режим температур в самых различных зонах бака, иметь запасной объем горячей воды в отмеченной емкости, настраивать время получения горячей воды и решать многие иные задачи отопления и горячего водообеспечения.
                Солнечный коллектор

                Вакуумный солнечный коллектор Панель (модель SCH) входит в состав кондиционеров серии SH. Коллектор SCH выполняет яркий нагрев носителя тепла контура теплообменного аппарата, передающего энергию тепла тепловому носителю главного объёма солнечной сплит-системы.

                Солнечный коллектор
                  • Высокая тепловая результативность: прекрасный способ теплопередачи в тепловой трубке (селективное покрытие, прекрасно поглощающее тепло, в комбинировании с вакуумной консервацией тепла).
                  • Установка может хорошо работать при температуре до -40°С
                  • Любая из трубок будет работать своими силами, и вся установка будет работать при повреждении некоторых трубок.
                  Солнечный коллектор

                  Вакуумный солнечный коллектор «Универсал» с тепловыми трубками технологии Heat Pipe. Система под давлением круглогодичного применения для систем с горячим водоснабжением.

                  Солнечный коллектор
                    • Наиболее весомое превосходство вакуумного солнечного бойлера с тепловой трубкой (Heat Pipe) — его способность работать при минусовых температурах.
                    • Эксплуатационная возможность не зависимо от времени года.
                    • Очень большая результативность солнечного коллектора при невысокой интенсивности излучения солнца, а еще при диффузионном излучении (отсутствии прямых солнечных лучей).
                    Солнечный коллектор

                    Система считается накопительной и термосифонной – бак и трубки заполняются водой и составляют одну ёмкость. Спецификой данного коллектора считается то, что он находится в эксплуатации только в жаркий период времени (при температуре воздуха до -5°, на зиму воду из системы (из бака и конкретно из трубок) нужно сливать.

                    Солнечный коллектор
                      • Большая эффективность, так как система выполняет прямой нагрев воды.
                      • Легкий монтаж.
                      • Быстрая окупаемость за 1-2 сезона эксплуатации.
                      Солнечный коллектор

                      Применяется как основнои? или дополнительныи? источник тепловои? энергии в системах сезонного или круглогодичного теплоснабжения (нагрев воды в быту и поддержание отопления) с естественнои? или принудительнои? циркуляциеи? носителя тепла на объектах жилого, коммунально-бытового и производственного назначения.

                      Солнечный коллектор
                        • высокоселективное поглощающее покрытие;
                        • сверхпрозрачное (94%) узорчатое стекло закаленное с антибликовым покрытием, обладающее собственные?ством самоочищения;
                        • легкость и удобство монтажа.
                        Солнечный коллектор

                        Antifrogen® SOL HT был разработан конкретно для применения в виде теплоносителя в солнечных системах. Продукт физиологически не вреден, применяется в солнечных системах водоснабжения и отопления, особенно тех, которые работают при очень высоких температурах.

                        Солнечный коллектор
                          • Рецептура на основе высокомолекулярных гликолей. Содержит антикоррозионные добавки.
                          • Температуры использования: от -23?С до +200?С
                          • Используется в любых солнечных коллекторах.

                          Солнечный коллектор для домашнего отопления

                          Солнечный коллектор – это техническое устройство, служащее для изменения энергии солнца в тепловую. По типу носителя тепла, солнечные коллекторы делятся на воздушные и жидкостные, в которых носителем тепла служит вода либо другое жидкое вещество (антифриз, этиленгликоль и такие же).

                          По конструкции, такие устройства, бывают плоские и вакуумные.

                          Солнечный коллектор

                          Рабочий принцип

                          Для отапливания дома для жилья либо прочего объекта могут быть применены все разновидности солнечных коллекторов, однако рабочий принцип, не зависимо от конструкции и вида носителя тепла, считается единым.
                          Рабочий принцип солнечного коллектора построен на способности материалов поглощать солнечную энергию в видимом и невидимом, глазу человека, диапазонах, в связи с чем, в середине этого материала, начинаются физические процессы, молекулы начинают быстрее двигаться, материал (вещество) – нагревается.

                          Тепло выделяемое материалами, на которые влияют лучи солнца, подается носителя тепла для применения.
                          Схематично, рабочий принцип разных видов устройств, можно отразить так:

                          1. Плоский солнечный коллектор, работающий с применение жидкого носителя тепла:
                            Солнечный коллектор
                          2. Плоский солнечный коллектор, работающий с применение воздуха:
                            Солнечный коллектор
                          3. Вакуумный солнечный коллектор, с жидким носителем тепла:
                            Солнечный коллектор

                          В согласии с конструкцией, видом носителя тепла и способу его применения и теплопередачи, солнечные коллекторы бывают:
                          По типу конструкции:

                          • Плоские – из себя представляют конструкцию в виде прямоугольника (коробки), осуществляемую из крепкого материала и служащую корпусом устройства. Во пространство внутри корпуса ложится изоляция, по поверхности которой устанавливается абсорбирующая (поглощающая тепло) пластина. В специализированные углубления абсорбера, ложатся трубки (как правили сделанные из меди), в которые, в последующем, подается тепловой носитель. Снаружи корпус закрывается поглощающей оболочкой и защитным стеклом.
                            Солнечный коллектор
                          • Вакуумные – в устройстве такого типа, некоторое количество вакуумных трубок, соединены в общем корпусе коллектора. В корпусе устроен трубный змеевик, в котором тепловой носитель, циркулирующий во внутреннем контуре вакуумных трубок, сообщает получившуюся энергию, тепловому носителю наружного контура.
                            Солнечный коллектор

                          По типу носителя тепла:
                          По способу применения носителя тепла:

                          • Неактивные – солнечный коллектор применяется в паре с баком накопителем, и служит для систем с горячим водоснабжением, без устройства дополнительных инженерных элементов сети (циркулярный насос, защитные элементы и т. д.).
                          • Активные – система, не считая монтажа коллектора, укомплектовывается техническими устройствами (насос, защитные клапана, бак накопитель, дополнительные детали нагрева носителя тепла), и может применяться как для систем с горячим водоснабжением, так и для отапливания помещений.

                          По способу теплопередачи:

                          • Косвенного действия, когда в системе обогрева (горячего водообеспечения), есть бак-аккумулятор (накопитель), в котором происходит теплопередача, получившейся, наружным контуром, от солнца, и передаваемой внутреннему контуру, циркулирующему в системах ГВС и отопления.
                          • Прямого действия, прямоточные – этот вариант применяется в системах ГВС, при этом движение воды по замкнутому контуру, в контуре коллектора, выполняется под воздействием разности температур и путем установки сопутствующих элементов (кранов, клапанов и т. д.).

                          Как работает во время зимы?

                          В системах обогрева, в основном, применяются вакуумные коллекторы, это определяется их тех. характеристиками и эксплуатационными условиями.
                          Важный элемент вакуумного солнечного коллектора – это вакуумная трубка, состоящую из:

                          • Изоляционной трубки, сделанной из стекла либо прочего материала, пропускающего лучи солнца с наименьшими потерями их мощности;
                          • Медной, тепловой трубки, помещенной во пространство внутри изоляционной трубки;
                          • Фольги на алюминевой основе и поглощающего слоя, расположенных между трубками;
                          • Крышкой изоляционной трубки, являющейся прокладкой для уплотнения, обеспечивающей вакуум во внутреннем пространстве устройства.
                            Солнечный коллектор

                          Работа системы выполняется так:

                          1. Под воздействием энергии солнца, тепловой носитель контура трубки, выветривается и подымается вверх, где в трубном змеевике коллектора конденсируется, сообщает собственное тепло тепловому носителю наружного контура, после этого течет вниз, и процесс повторяется.
                          2. Тепловой носитель наружного контура, из теплообменного аппарата солнечного коллектора, подается на бак-аккумулятор, где происходит передача получившейся энергии тепла тепловому носителю системы обогрева и горячего водообеспечения.
                          3. Циркуляция носителя тепла наружного контура выполняется путем установки циркулярного насоса и систем автоматики, обеспечивающей работу системы автоматически.
                          4. В комплекс системы автоматики входит контроллер, датчики и детали управления, обеспечивающие установленные рабочие параметры системы (температура, расход жидкости в системе ГВС и т. д.)
                            Солнечный коллектор

                          Для того, чтобы эта система была эффективна и справлялась с выполнением установленных задач, в том числе и в зимний период, системой предусматривается установка дублирующих источников энергии. Это может быть добавочная система нагрева, с применением носителя тепла, как на приведенной схеме, когда тепловой носитель дополнительного контура нагревается путем применения разных видов топлива (газ, биологическое топливо, электричество). Также, с аналогичную задачу можно выполнить путем установки электрических Трубчатых нагревателей, конкретно в бак-аккумулятор.

                          Работу дублирующих источников энергии контролирует система автоматики, включая в работу такие устройства, если потребуется.

                          Выгодно ли это

                          Определить, выгодно ли применять солнечные коллекторы, каждый определяет для себя персонально, в зависимости от региона проживания, потребности в энергии тепла и в зависимости от материальных возможностей.
                          Регион проживания – это определяющий параметр, при подсчете эффективности применения устройств, служащих для изменения солнечной энергии в остальные виды энергии. Активность солнца (длительность солнечного блеска), в самых различных российских регионах различная, что видно на нижеприведенной схеме.

                          Солнечный коллектор

                          Из этой схемы видно, что наиболее прекрасные регионы, для применения энергии солнца, с длительностью активности солнца более 2000,0 часов в течении года, размещены в районах юга страны. В данных районах также не бывает холодных и длительных зим, что определяет возможность успешного применения солнечных коллекторов в системах обогрева и горячего водообеспечения, собственно в этих областях России.
                          Если понадобится создать полностью независимую систему, от внешних, классических поставщиков энергии тепла, необходимо не забывать, что, установив только коллектор, создать аналогичную систему не выйдет, т. к. для создания циркуляции носителя тепла, работы системы автоматики, нужна электроэнергия. Благодаря этому, Для полной автономии, нужно проработать вопрос по независимому электроснабжению подключаемого объекта.

                          Стало быть, для того, чтобы сделать полностью независимую систему, понадобятся дополнительные материальные затраты, что сделает больше срок окупаемости оборудования.

                          Как сделать собственными руками

                          Самый обычный, однако как правило эффектный вариант, это плоский солнечный коллектор, в котором в виде теплоносителя применяется вода.

                          Солнечный коллектор

                          Из имеющихся рядом материалов, делается корпус устройства. Это может быть дерево, профильный черный или цветмет.

                          Размеры каркаса определяются местом установки солнечного коллектора, его назначением и наличием необходимых материалов.
                          Во пространство внутри корпуса ложится теплоизолятор, поверх которого ложится медная трубка. Для создания большей поглощающей площади, трубку кладут в форме змеевика.

                          Чтобы сделать больше КПД устройства, под трубку можно уложить слой фольги (на схеме не показано), это даст возможность уменьшить потери тепла в нижнюю сторону устройства и повысит температуру во внутреннем пространстве корпуса.
                          Снаружи корпус закрывается защитным стеклом, щели покрываются герметиком. В местах ввода и выхода труб, устанавливаются отрезки трубы горячей и холодной воды.
                          Изготовленной аналогичным образом устройство, можно применять для систем с горячим водоснабжением душа летом и подогрева воды в бассейне, для этого отрезки трубы коллектора подсоединяются к подобранным системам, после этого устройство готово к работе.

                          Минусы и плюсы

                          Как у любого технического устройства, так и у солнечного коллектора, имеются собственные минусы и плюсы, как если есть возможность применения и эксплуатации, так и по другим показателям и критериям. В зависимости от конструкции устройства, минусы и плюсы, различаются, благодаря этому нужно их рассмотреть по отдельности один от одного.

                          Солнечный коллектор

                          Плоские солнечные коллекторы.

                          Положительные качества применения:

                          1. Во время использования на юге с тёплым климатом, самые лучшие критерии в пропорции цена – продуктивность;
                          2. При осадках в виде снега, могут к самоочистке;
                          3. Обладают большим коэффициентом полезного действия, во время использования летом;
                          4. Практически небольшая цена, по сравнению с аналогами другой конструкции.

                          Минусами считаются:

                          1. Существенные потери тепла, вызванные конструктивными характерностями устройства;
                          2. Невысокий КПД во время работы в осенне-весенний период;
                          3. Сложность транспортировки и монтажа готовых изделий;
                          4. Высокая парусность конструкции, создаёт опасность повреждения ее элементов, во время эксплуатации;
                          5. Сложность и трудозатратность выполнения работ по ремонту.
                          Солнечный коллектор

                          Вакуумные солнечные коллекторы.

                          Положительные качества применения:

                          1. Во время использования в регионах с холодным и климатом умеренных широт, самые лучшие критерии в пропорции цена – продуктивность;
                          2. Небольшие потери тепла, во время эксплуатации, по сравнению с аналогами другой конструкции;
                          3. Способность работать при невысоких и минусовых температурах окружающего воздуха;
                          4. Способность работать при невысокой активности солнца в утренние и вечерние часы, а еще при отсутствии прямых солнечных лучей (плохая погода);
                          5. Легкий и хороший монтаж, транспортабельность конструкций;
                          6. Надежность во время эксплуатации.

                          Минусами считаются:

                          1. Относительно большая цена;
                          2. Жёсткие требования к монтажу, определяющие расположение коллектора в пространстве в отношении к поверхности земли.

                          Эксплуатационные особенности солнечного коллектора в Подмосковье. Собственный навык

                          Идеи про то, как сэкономить, однако при этом иметь все цивилизационные блага на участке на даче без централизованного электро- и водоснабжения, не дают «самоделкиным» покоя. Однако очень часто, когда заходит речь об инженерном оборудовании, работающем на «зелёной» энергии, то застройщики от него отмахиваются.

                          Мол, это все не подойдет для наших широт и суровых условий природы с коротким летом, нередкими дождями и маленьким количеством по-настоящему жарких дней. Впрочем навык пользователей FORUMHOUSE говорит об обратном.
                          Из данной публикации вы узнаете:

                          Как собственными руками собрать дешевый гелиоколлектор.
                          Есть ли выгода в плане экономии от солнечного коллектора, поставленного в Подмосковье.

                          Как собственными руками собрать недорогой солнечный коллектор

                          Если за рубежом фотоэлектрические панели, а еще гелиоколлекторы давно стали обыкновенным оборудованием инженерной системы дома за городом, то у нас это все ещё экзотика. Проявляется большая стоимость на брендовые установки, а еще скепсис владельцев дома, которые не хотят вкладывать деньги в дорогостоящую «игрушку».

                          Солнечный коллектор

                          Собственно желание сэкономить и при этом получить на дачном участке источник горячей воды для душа летом подтолкнуло пользователя портала с ником izhur на мысль: а отчего же не попробовать сделать гелиоколлектор своими силами. А еще — в работе проверить, будет ли смысл от данной системы в средней полосе России (Подмосковье).

                          Солнечный коллектор

                          Думаю, что мысль применять солнечную энергию для нагревания воды приходила не только мне. Однако приобретать дорогой гелиоколлектор «от фирмы» для эксплуатирования на дачном участке мне не хотелось.

                          Тем более, популярно мнение, что толку от него в нашем климате мало. Благодаря этому я решил засучить рукава и сделать солнечный коллектор своими силами и вместе с этим проверить результативность его работы. Тем более, что старый «народный» летний душ, сделанный на базе 2-ух полиэтиленовых баков, честно прослужив 4 года, пришёл в непригодность.

                          Чтобы сопоставить «было» и «стало», сначала расскажем о старой системе. Летний душ пользователя собой представлял два бака по 40 литров каждый, установленных на крыше «помывочного домика».

                          Первый бак — для горячей воды, второй — для холодной. Вода накачивалась в ёмкости из колодца с помощью насоса, который работает от сети.

                          Уровень жидкости контролировался «на глаз».

                          Солнечный коллектор

                          Душ работал так: вода в первом баке нагревалась электрическим нагревателем и подавалась через обыкновенный садовый шланг к смесительному прибору. Если вода перегревалась (даже если есть наличие термостата), к ней подмешивалась холодная вода из второго бака, которая также поступала к смесительному прибору через садовый шлаг.

                          Однако за 4-ре года активной эксплуатации баки, под влиянием Ультрафиолетовые излучения, потрескались и испортились.

                          Солнечный коллектор

                          Можно сказать, все, что не выполняется — к лучшему. Наступил черёд модернизации системы. Я сделал плоский металлический гелиоколлектор, с поликарбонатным покрытием, площадью 2 кв. м. Мощность установки приблизительно 1.5 кВт.

                          Вес – 7 кг.
                          Пользователь остановился на такой конструкции (плоский гелиоколлектор), т.к. тип второй солнечного коллектора — т.н. «вакуумник», хотя и имеет больший КПД, довольно дорогой и сложный для производства в мастерской дома.

                          Солнечный коллектор
                          Солнечный коллектор

                          Кстати, подавляющая часть гелиоколлекторов для бытового применения, даже промышленного изготовления, имеют площадь до 2 кв. м. Навык показал, что подобные системы легче сделать и собрать даже в одиночку. Мощность системы (если понадобится) наращивается путём объединения нескольких солнечных коллекторов в одну группу.

                          Солнечный коллектор

                          После щепетильного изучения FORUMHOUSE пользователь остановился на плоском варианте гелиоколлектора. Для этого понадобилось постичь пайку металлических трубок твёрдым припоем.

                          Стоимость трубок составила около 450 руб. Также гелиоколлекторы собирают на базе полимерных труб, трубок из меди или гофрированной нержавеющей стали.

                          Солнечный коллектор

                          Я сделал гелиоколлектор из нержавеющей гофрированной «пятнадцатой» трубы. Её цена — 78 руб. за 1 метр погонный.

                          Площадь коллектора — около 1 кв. м. Вода попадает в бочку на 160 литров, утеплённую пенофолом толщиной в 1 см. Перепад высоты точки водоразбора и входа в коллектор — 2 метра.

                          Стоимость изготовления всей системы — менее 1500 руб.

                          Солнечный коллектор
                          Солнечный коллектор

                          «Поколдовав» с точкой водосброса (перенеся её из верхней в нижнюю треть гелиоколлектора), пользователь добился естественного и более комфортабельного смешивания слоёв горячей и холодной воды. К вечеру вода в бочке, смешавшись, нагревается до рабочей температуры в 40-45 °C.

                          В пасмурные дни — до 30-35 °C.

                          Солнечный коллектор

                          Плюс ко всему, существует вариант солнечного коллектора, когда в листе ЭППС вольфрамовой нитью, согнутой в виде буквы «П», присоединённой к преобразователю электрической энергии т.н. электрическим терморезаком, «фрезеруются» канавки в виде змейки. В корпус гелиоколлектора врезаются соединительные элементы с резьбой с двух строн для подводящей и отводящей воду магистрали. Дальше на лист экструдированного полистирола вспененного, на «гвозди жидкие», клеится тонкий оцинкованный металлический лист или лист алюминия.

                          После металл прокрашивается в чёрный цвет, и недорогой и вполне трудоспособный вариант гелиоколлектора фактически готов. Остаётся лишь установить его, подсоединить магистрали к подводящему баку (ёмкости, где находится холодная вода), накопительному (хорошо теплоизолированному) баку для аккумулирования воды которая нагрелась и заполнить систему водой.

                          Возвращаемся в гелиоколлектору izhur. В качестве ёмкостей для воды пользователь приобрёл две полиэтиленовые бочки по 160 литров, по стоимости 700 руб. за каждую (тут и дальше цены указаны за 2012-2013 годы). Бочки обвязываются с помощью полимерных труб.

                          Подобные трубы легче устанавливать (паять специализированным паяльником) и, в отличии от металлопластиковых, в соединительных местах (в фитингах) сохраняется одинаковое сечение.
                          Монтажный процесс солнечного коллектора воочию показывают следующие фотографии.

                          Из профилированной трубы сваривается рама под гелиоколлектор. Наклонный угол рамы 45 градусов.

                          Коллектор ориентируется строго на юг.

                          Солнечный коллектор

                          Выполняется рама и подставка под бочки.

                          Солнечный коллектор

                          В подставке сверлятся отверстия для труб.

                          Солнечный коллектор

                          Подставка устанавливается на крыше душа летом.

                          Солнечный коллектор

                          В бочку (для горячей воды) врезается Нагревательный элемент трубчатого типа.

                          Солнечный коллектор
                          Солнечный коллектор

                          Если взглянуть на дно бочки, то видно 3 выхода. 2 выхода нужны для подсоединения магистрали от гелиоколлектора, а 3-й вывод идёт в смеситель на лейку душа. Все соединения труб – «американки».

                          Так легче, непосредственно на месте, привинтить/открутить трубы и собрать систему. Все трубы дополнительно утеплены.

                          Солнечный коллектор

                          Солнечный коллектор обогревает ночью по новой технологии . Solar collector can work day and night.

                          Солнечный коллектор

                          От бочек с холодной и горячей водой к смесительному прибору идут шланги (традиционные садовые, одетые в теплоизолятор из полиэтилена вспененного типа — «шубку», закреплённые на штуцерах с помощью хомутов). Перед краном оба шланга соединяются шунтом с шарнирным краном.

                          Это сделано для удобства. К примеру, израсходовав в баке всю горячую воду, пользователь на шунте открывает шаровый вентиль, и водный уровень в бочках выравнивается, а при водоподаче из шланга две бочки одинаково заполняются водой.
                          Дальше кран перекрывается, и гелиоколлектор функционирует по следующему принципу: холодная вода попадает в нижний отрезок трубы коллектора, нагревается, подымается и через верхний отрезок трубы поступает в накопительную бочку.

                          Также пользователь устроил водозабор исключительно из верхних, более нагретых слоёв, т.к. горячая вода, попадая в бочку, устремляется вверх, а холодная остаётся внизу. Для этого на поплавке из куска вспененного полимера в бочке с горячей водой от дна подымается гибкий волнистый заливочный шланг от машины для стирки.

                          Для контроля уровня жидкости в систему врезана прозрачная трубка, в которой помещен черный поплавок.

                          Солнечный коллектор

                          По окончании монтажа системы пользователь утеплил бочки пенофолом (2 слоя по 5 мм каждый), а поверх бочки с горячей водой уложил круг, вырезанный из ЭППС, толщиной 50 мм.

                          Солнечный коллектор

                          Солнечный коллектор …. А надо ли ?….

                          Бочка для холодной воды утеплена «за компанию», чтобы выдерживать единый дизайн.

                          Солнечный коллектор
                          Солнечный коллектор

                          Подобное утепление, разумеется, недостаточное. Правильно: нужно утеплять бочку мин.

                          ватой, толщиной примерно 100 мм, или пенополистиролом в 5 см.

                          Как же на самом деле работает солнечный коллектор зимой? Как переносит мороза?

                          Выгода в плане экономии от установки гелиоколлектора в Подмосковье

                          Проверки показали, что гелиоколлектор прекрасно работает даже в условиях Подмосковья. Система находится в эксплуатации так. С вечера баки заполняются водой, приблизительно 120-130 литров.

                          Солнце начинает освещать гелиоколлектор в 8:30 утра (до этого на коллектор падает тень от дома). Часам к четырём солнечный коллектор затеняется деревом, которое после спилили.

                          Солнечный коллектор

                          После 6 часов вечера лучи падают на гелиоколлектор по касательной, и КПД системы уменьшается.
                          В конце концов: 120 литров холодной воды, залитой в систему из колодца (температура воды — около 8 °C) при температуре воздуха в 22-24 °C к трем часам дня нагревается до 45 °C. К пяти часам температура воды в баке поднимется до 52 °C.

                          В облачные дни при температуре воздуха 18-20 °C вода в бочке нагревалась до 35 °C, и это при недостаточном утеплении.

                          Солнечный коллектор

                          Я специально записывал данные электрического счетчика. Если до этого времени, до применения солнечного коллектора мы на дачном участке «нажигали» света в течении месяца около 300 кВт, то после того как произошла установка — по 150 кВт.

                          Если взять во внимание, что у нас 1 кВт стоит 4 рубля, то экономия выходит 600 руб. в течении месяца. При проживании с мая по октябрь, а это фактически пять месяцев, экономия составила 3000 рублей.

                          Солнечный коллектор

                          По расчётам пользователя, гелиоколлектор, с учитыванием расходов на всю реконструкцию системы душа летом, оправдается за 2 года эксплуатации. Т.к. гелиоколлектор доказал собственную результативность, пользователь думает сделать маленькой солнечный коллектор (площадью до 1 кв. м) для умывальника в доме.

                          Солнечный коллектор

                          Подведя итог, скажу: солнечный коллектор — штука полезная и дает возможность экономить на энергоносителях. Работает, нагревая воду весной, летом и вначале осени. Система энергонезависима.

                          Если даже вырубили электричество, вы не останется без горячей воды и душа. Солнечный коллектор не нужно растапливать, как дровяную водогрейную колонку. Гелиоколлектор можно без зазрения совести оставить на 7 дней, ничего не поломается и не выкипит, а приехав на дачу в пятницу, у вас уже нагрето 120-150 литров воды!

                          Необходимо добавить, что друг пользователя, как-то подсчитав, сколько в день неприметно «сжирает» его хорошо утеплённый бойлер на 80 литров, задумался про то, как включить в систему ГВС загородного дома гелиоколлектор и благодаря этому сэкономить.