Солнечный водонагреватель своими руками: постройка установки. подробная инструкция, советы и рекомендации

Содержание

Создание солнечного коллектора своими руками

объем аккумуляторного бака в 100-150 л длина трубы теплообменника 7 м, площадь коллектора 2 м2;
объем аккумуляторного бака в 150-300 л длина трубы теплообменника 9 м, площадь коллектора 3 м2;
объем аккумуляторного бака в 200-400 л длина трубы теплообменника 12 м, площадь коллектора 4 м2.

Инструкция по самостоятельной сборке.

Короб

Сделать его можно из фанерного или пластикового листа и деревянных реек, закрепленных по его периметру в качестве бортов.

Теплообменник

Для его изготовления необходимо сварить решетку или согнуть из металлических труб, которые и будут использоваться для нагрева теплоносителя. Готовое изделие закрепить скобами на второй лист пластика или фанеры и окрасить черной матовой краской.

Приклеить утеплитель по всей площади короба.

Сборка

Установить теплообменник в подготовленный короб. Сверху поглотителя установить стекло, предварительно промазав места его соприкосновения с коробом герметиком на основе силикона. Самодельный поглотитель солнечного тепла готов.

Изготовление аккумулятора тепла

Из медной трубы следует сделать змеевик, после чего поместить его в подготовленную емкость, предварительно проделав отверстия для входа и выхода теплоносителя. Вывести через уплотнения из аккумулятора концы теплообменника.

Утепление

Необходимо тщательно утеплить бак-аккумулятор минеральной ватой.

Для сохранности утеплительного слоя закрыть его листом оцинкованного металла, создав своеобразный «чехол».

Монтаж

Следует изготовить опорную конструкцию под аккумулятор тепла и установить рядом с ним готовый солнечный коллектор. После чего все устройства соединить тепловым контуром.

Запуск системы

Для нагрева воды и подачи ее в здание следует заполнить систему антифризом, а аккумулятор тепла водой. Через 20-30 минут вода в баке начнет нагреваться, после чего ее можно использовать для отопления помещения или других нужд.

Коллектор из поликарбоната

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

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

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

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

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

Принцип работы

На сегодняшний момент разработаны различные виды гелиоколлекторов.

Но принцип водонагрева идентичен – все устройства работают по одной разработанной схеме. В хорошую погоду лучи солнца начинают нагревать теплоноситель. Он проходит по тонким изящным трубочкам, попадая в бак с жидкостью. Теплоноситель и трубочки размещаются по всей внутренней поверхности бака. Благодаря такому принципу происходит нагревание жидкости, находящейся в аппарате. Позже нагретую воду разрешено применять на бытовые нужды. Таким образом, можно отапливать помещение, использовать нагретую жидкость для душевых кабин как горячее водоснабжение.

Температуру воды можно контролировать разработанными датчиками. Если произошло слишком сильное охлаждение жидкости, ниже заданного уровня, то автоматически включится специальный резервный подогрев. Солнечный коллектор можно подключить к электрическому или газовому котлу.

Представлена схема работы, подходящая для всех солнечных водонагревателей. Такое устройство отлично подойдет для отопления небольшого частного дома. На сегодняшний момент разработано несколько устройств: плоские, вакуумные и воздушные приспособления. Принцип действия таких устройств очень схож. Происходит нагрев теплоносителя от солнечных лучей с дальнейшей отдачей энергии. Но в работе наблюдается очень много различий.

Видео о различных видах альтернативных источниках отопления

Особенности размещения и подключения

Для максимально возможного поглощения солнечных лучей, коллектор нужно ориентировать в южном направлении. Достаточно небольшого угла наклона 10-15 градусов, чтобы коллектор эффективно работал практически при любом расположении солнца.

Нижнюю часть трубы нужно подсоединить к нижней части накопительного бака, а верхнюю – приблизительно, к его центральной части. Холодная вода из полимерной емкости будет поступать по нижней трубе в коллектор, где будет нагреваться и подниматься по верхней трубке в бак.

Таким образом, будет осуществляться естественная циркуляция воды по самодельной системе. Чтобы обеспечить высокую интенсивность циркуляции воды, бак должен быть размещен чуть выше солнечного коллектора на расстоянии не менее 0,3 м от него.

При правильном соединении гелио-коллектора с накопительным баком обеспечивается естественная циркуляция воды

Нужно учесть, что при поступлении холодной воды в бак из системы водоснабжения происходит ее активное перемешивание, что снижает эффективность работы коллектора. Избежать этого можно, оборудовав ввод в бак турбулентным редуктором, который представляет собой заглушенную трубку с множественными отверстиями.

Вода через редуктор поступает плавно, что позволяет холодной воде оставаться в нижних слоях, откуда и происходит ее забор в солнечный коллектор.

Использование турбулентного редуктора помогает избежать перемешивания холодной и теплой воды в накопительном баке

Очевидно, что солнечный коллектор обеспечивает подогрев воды только в дневное время при солнечной погоде

Поэтому важно сохранить горячую воду для ее использования днем и вечером. Для этого необходимо произвести утепление накопительной емкости

Виды солнечных коллекторов

Стандартное 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.

Накопительные

Накопительные 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.

Плоские

Ппредставляет 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.

Жидкостные

Из 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.

Воздушные

Воздушные 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.

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 сделать гелиоколлектор своими руками

Итак, в первую очередь понадобится собрать корпус солнечного коллектора в виде прямоугольника с небольшими бортами, около 10 см высотой. Корпус должен иметь двойное дно, для укладки теплоизоляционного материала, который поможет предотвратить остывание гелиоколлектора.

Затем по размерам корпуса вырезается кусок листовой стали 1-2 мм. Наружная поверхность листа окрашивается в черный цвет. Кусок стали, как было сказано выше, будет выполнять роль абсорбера солнечного коллектора. Перед тем, как укладывать лист стали в каркас, на его поверхности следует закрепить змеевик из медной трубки.

Для крепления трубы к листу металла лучше всего использовать самодельные клипсы или проволоку

При этом очень важно, чтобы труба максимально плотно прилегала к поверхности листа, Таким образом, теплоотдача всегда будет хорошей. Медную трубу для изготовления солнечного коллектора своими руками, можно заменить профильной трубой из стали, тогда её нужно будет прихватить при помощи электросварки прямо к листу

После изготовления абсорбера для солнечного коллектора, его можно укладывать в заранее утепленный каркас, после чего следует накрыть всю конструкцию толстым стеклом. О том, как резать стекло правильно, читайте в предыдущем выпуске строительного журнала samastroyka.ru. Сверху и снизу солнечного коллектора нужно не забыть и предусмотреть монтаж резьб, к которым будут подключены трубы гелиосистемы.

Соединять трубы с резьбами лучше всего низкотемпературным способом пайки медных труб с использованием мягкого припоя

После того, как солнечный коллектор собран, можно приступать к решению, не менее важного вопроса — переделывать водонагреватель под гелиоколлектор

Переделка водонагревателя под солнечный коллектор

Передача солнечной энергии в гелиоколлекторе осуществляется через теплоноситель, который попадая в теплообменник буферной емкости, подогревает находящуюся в ней воду. Такой подход имеет массу достоинств, поскольку, только так возможно использовать в гелиоколлекторе не обычную воду, а специальную жидкость (антифриз), а трубы теплообменника меньше всего подвержены засорам.

Чтобы переделать водонагреватель на 100 литров под солнечный коллектор, потребуется снять фланец и вытянуть трубчатый нагреватель. Затем из медной трубы, по диаметру входного отверстия, следует намотать теплообменник из медной трубы. Определенная сложность в переделке водонагревателя, может возникнуть лишь с уплотнением отверстий, через которые будут выходить медные трубы теплообменника. Для их герметизации можно воспользоваться «холодной сваркой» или подобным ей средством.

Итак, солнечный коллектор почти готов. Осталось лишь подсоединить трубы идущие от него к водонагревателю (буферной емкости), после чего установить циркуляционный насос между ними и гелиоколлектором. Теперь, при наполнении водой гелиосистемы, насос беспрерывно будет перекачивать теплоноситель по кругу, отбирая тепло от абсорбера солнечного коллектора, и передавая его теплообменнику, который в свою очередь, начнёт нагревать воду в бойлере.

Необходимость коллектора и его принцип работы

Имеет ли вообще смысл создавать солнечные коллекторы у себя в доме? Для ответа на вопрос нужно понимать, что на землю даже в слабоосвещенных регионах попадает такое количество солнечного света, что теплом от него можно обогревать практически все жилые хозяйства, проблема в том, что освещение неравномерно и нерегулярно. Также свои нюансы вносит и погода.

В любом случае, практически в любой точке Европы на протяжении 6–7, иногда и больше, месяцев солнечную энергию можно использовать для получения бесплатного тепла и электроэнергии. А для того, чтобы выяснить целесообразность применения солнечных коллекторов именно в ваших условиях, нужно сравнить затраты на нагрев горячей воды газом или электроэнергией на протяжении нескольких лет со стоимостью самого устройства.

Если затраты на сооружение устройства равны или меньше стоимости использования обычных источников энергии, то стоит задуматься о покупке или сооружении солнечного коллектора для отопления дома своими руками.

Для того чтобы правильно подобрать оборудование и изготовить устройство рассмотрим принцип его работы.

Принцип работы коллектора

Солнечный коллектор – пассивная система, которая для своей работы не требует дополнительных источников энергии: электричества, тепла, газа. Все необходимое для начала функционирования находится в солнечном излучении. Основной физический эффект, благодаря которому возможна работа коллекторов – конвекция, когда нагретый газ или жидкость поднимается вверх в связи с тем, что уменьшается ее плотность. Описываемый солнечный коллектор работает по такому принципу:

Солнечное излучение попадает на правильно расположенный абсорбер и нагревает находящийся в нем теплоноситель.
По мере нагрева теплоноситель постепенно поднимается по коллектору и далее по специальной трубе попадает в бак-аккумулятор.
Бак-аккумулятор наполнен водой для системы горячего водоснабжения или отопления. Теплоноситель протекает по расположенному в этой жидкости теплообменнику, постепенно охлаждаясь и опускаясь вниз.
Тепло от теплоносителя передается воде, которая, соответственно, поднимается в верх бака и концентрируется там.
Охлажденный теплоноситель, покинув теплообменник, по системе трубопроводов попадает в нижнюю часть абсорбера.
Собравшаяся в верхней части бака-аккумулятора горячая вода поступает в систему горячего водоснабжения.
Пополнение бака происходит через подключенную в нижней его части трубопровод подачи холодной воды.

Как видим, для работы такой пассивной системы нет необходимости устройства насоса или любого другого электрического или энергопотребляющего оборудования. Воздушный солнечный коллектор полностью независим, для его работы лишь требуется наличие солнечного излучения.

Коллектор Станилова: «солнечное отопление» в доме

Установки для отопления дома или решения проблем горячего водоснабжения (полного или частичного), собираемые на основе чертежей изобретателя из Болгарии С. Станилова, относятся к универсальным конструкциям, работа которых основана на парниковом эффекте.

Поэтому солнечные лучи, попадая в замкнутое и герметично изолированное пространство, не имеют выхода, что и порождает термосифонный эффект, при котором нагретая жидкость в трубках начинает свое движение вверх, вытесняя при этом жидкость с более низкой температурой к месту нагрева.

Основным преимуществом работы такой установки является то, что накопленная ей энергия не теряется, а аккумулируется и сохраняется определенное время.

Представляет собой конструкцию трубчатого типа, заключенную в специальную деревянную раму. Как правило, одновременно применяется два коллектора в союзе с накопителем и аванкамерой.

Для изготовления радиатора-коллектора используются стальные трубки, которые обязательно соединяются сваркой. Поэтому применение медных или алюминиевых изделий, особенно при изготовлении конструкции своими руками, представляется проблематичным.

Для соединения коллектора с накопительной емкостью рекомендуется использовать также стальные трубы диаметром от 3/4 до 1 дюйма.

Элементы установки и особенности монтажа

Для изготовления солнечного водонагревателя своими руками также потребуются:

деревянная рама;
стекло для изготовления светопрозрачной крышки;
оргалит или металлический лист для дна коллектора, который впоследствии обязательно потребуется теплоизолировать;
усилитель для днища, в роли которого можно использовать брус с размерами не более 30?50 мм;
металлические трубки, из которых будет свариваться радиатор коллектора из расчета, что для изготовления одного требуется в среднем 15 единиц при длине 1,60 м;
теплоотражатель, для изготовления которого вполне пригоден оцинкованный лист;
соединительные муфты и хомуты;
теплоизоляционные материалы (пенопласт, минеральная вата и любые другие).

Потребуется и накопительный бак, для которого в зависимости от потребностей и мощности самого коллектора используются емкости от 150 до 400 л. В принципе, можно установить не один бак, а несколько, суммарным объемом соответствующих расчетному.

Обязательно емкости следует теплоизолировать, например, изготовив для них специальный утепленный короб, установить который можно не только на крыше здания, но и на чердаке.

Функции аванкамеры, составного элемента данной конструкции, сводятся к созданию избыточного давления, составляющего не менее 80-100 мм рт. ст. Она представляет собой емкость объемом 30-40 л, оснащенную поплавковым клапаном, обеспечивающим ее работу в автономном режиме.

При монтаже аванкамеры обязательно должно соблюдаться условие, при котором уровень жидкости в ней превышал бы уровень воды в накопителе на 0,8-1,1 м, кроме того, располагаться они должны в непосредственной близости друг от друга.

Короб, в котором будет располагаться коллектор, должен обязательно теплоизолироваться, а для уменьшения теплопотерь внешние его стороны рекомендуется окрашивать в белый цвет, стеклянная крышка обязательно должна быть герметичной.

Сами трубы и днище должны иметь селективный слой краски для увеличения светопоглощающей способности.

Как работает солнечный коллектор?

Установку коллектора предпочтительнее выполнять на южной стороне скатной крыши, на плоской кровле его следует монтировать под углом от 35° до 45°. Далее можно приступать к заполнению системы.

После этого аванкамеру нужно соединить с водопроводным вводом и открыть кран для снижения уровня воды. Как только сработает поплавковый клапан, расходный кран закрывают. Нагретая вода поступает в верхнюю часть накопителя, откуда она уже может отбираться, а ее место заполняет новая порция холодной.

Регулирует этот процесс поплавок, который и запускает процесс долива воды в систему, как только уровень в аванкамере снизится. Для того чтобы исключить возможность обратной отдачи тепла используется вентиль, который следует перекрывать ночью или в пасмурные дни.

Непосредственно к сантехническим приборам вода подключается с обязательным использованием смесителей, так как пиковые значения температур могут достигать 70 °C и даже выше.

2 Классификация по температурным показателям

Гелиосистемы классифицируются по различным критериям

Но в приборах, которые можно изготовить самостоятельно, следует обратить внимание на вид теплоносителя. Такие системы можно разделить на два типа:

использование различных жидкостей;
воздушные конструкции.

Первые применяются чаще всего. Они более производительные и позволяют напрямую подключить коллектор к отопительной системе. Также распространена классификация по температуре, в пределах которой может работать устройство:

1. Работающие в низкотемпературном диапазоне. Такие устройства способны нагреть теплоноситель максимум до 50 градусов. Применяются они для подогрева воды в душевых кабинах, ваннах, на кухне, для полива огорода, а также для повышения комфорта в осенний и весенний период.
2. Среднетемпературный диапазон. Могут разогреть теплоноситель до 80 градусов. Они зачастую используются для обеспечения работы отопительного оборудования в частных домах.
3. Высокотемпературные. Используются в производительных цехах и других коммерческих зданиях. Способны нагревать теплоноситель до 200—300 градусов.

Последний вид гелиосистем работает благодаря очень сложному принципу передачи солнечной энергии. Оборудованию требуется много места. Если разместить его на загородной даче, тогда оно займет преобладающую часть участка. Для производства энергии понадобится специальное оборудование, поэтому сделать такую солнечную систему самостоятельно будет практически невозможно.

Применение солнечных коллекторов

Устройство, преобразующее энергию солнечного света в тепловую энергию, называют солнечным коллекторам. Солнечный коллектор может применяться как в отопительной системе здания, так и в системе горячего водоснабжения. Согласно расчетным данным, применение данных устройств в системах теплофикации зданий и сооружений дает в среднем от 30% до 60% экономии энергоносителей (газ, электричество) ежегодно, а значит, удешевляет эксплуатацию здания. Расчетная самоокупаемость систем, использующих солнечную энергию, составляет в среднем от двух до пяти лет, в зависимости от цен на энергоносители.

Солнечный коллектор для отопления дома включается в систему теплоснабжения, являясь, по сути, подогревающим теплоноситель элементом, в то время как основные источники теплофикации (газовые или электрические котлы) круглосуточно поддерживают температуру подогретого солнечным коллектором теплоносителя на уровне, необходимом по технологическим или санитарным условиям.КПД систем альтернативного теплоснабжения выше в регионах с высокой солнечной активностью и в светлое время суток. Карта суммарной годовой солнечной радиации приведена на рисунке ниже.

Процесс сборки самодельного солнечного коллектора

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

Сборка солнечного коллектора

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

Почему использовать солнечное отопление выгодно

Система отопления от солнечных коллекторов имеет несколько очень значимых достоинств:

солнечное тепло бесплатно и им можно пользоваться во всех уголках планеты, несмотря на климатические условия;
использование энергии солнца предполагает затраты исключительно на приобретение установки, все остальное время солнечный коллектор работает полностью автономно;
конструкция системы автономного отопления с солнечным коллектором достаточно проста, поэтому ее можно даже сделать своими руками.

Важно понимать, что самодельный коллектор и аккумулятор тепловой энергии будет иметь достаточно низкий КПД по сравнению с промышленными образцами, но все равно позволит значительно сэкономить средства на горячем водоснабжении дома. Самый простой расчет показывает, что коллектора площадью 3 м2 достаточно не только для создания источника горячей воды в небольшом частном доме, но и для его отопления в период межсезонья

Это ощутимо снижает затраты на использование энергоресурсов, а следовательно, и ваш семейный бюджет

Самый простой расчет показывает, что коллектора площадью 3 м2 достаточно не только для создания источника горячей воды в небольшом частном доме, но и для его отопления в период межсезонья. Это ощутимо снижает затраты на использование энергоресурсов, а следовательно, и ваш семейный бюджет.

Ответственная стадия сборки

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

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

Солнечный коллектор из старых рам

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

Особенности солнечного коллектора как прибора для отопления дома

Солнечный коллектор — это устройство, работающее за счёт поглощения солнечного излучения и передачи его энергии с помощью жидкости-теплоносителя.

Конструкция гелиосистемы состоит из следующих элементов:

Солнечный абсорбер(панель).
Резервуар-накопитель.
Узлы подачи и слива воды.
Регуляторы и датчики.

Принцип работы заключается в улавливании солнечных лучей панелью и преобразование их в теплоэнергию. Накопленная энергия воздействует на жидкость-теплоноситель (воду или антифриз). Теплоноситель поступает к резервуару с водой и отдаёт энергию. Запуск системы осуществляется специальным регулятором.

Проходя по контуру теплообмена — системе труб, нагретая жидкость отдаёт тепло в воздух. И за счёт этого отапливает помещение. В резервуаре-накопителе из-за подаваемого тепла происходит запас горячей воды впрок. За счёт системы теплоизоляции нагретая солнцем вода хранится до того момента, когда её необходимо будет использовать.

Для поддержания нужной температуры воды в резервуаре система снабжается специальными датчиками и насосами для принудительной циркуляции. В более простых вариантах циркуляция происходит за счёт естественного самотёка.

Современные гелиосистемы в настоящее время используются как основные и вспомогательные элементы отопительного оборудования. В качестве главного источника тепла гелиосистема может использоваться исключительно в южных регионах, где солнца достаточно круглый год.

Установка в доме солнечного коллектора позволяет извлечь следующую выгоду:

Приобретение энергонезависимости.
Снижение затрат на закупку газа и электричества для отопления и горячего водоснабжения.
Доступность.
Долговечность. Срок службы одного коллектора не менее 20-25 лет.
Отсутствие грязи и отходов.
Снижение нагрузки на электросеть дома.

У гелиосистем есть и некоторые недостатки:

Высокая стоимость оборудования. Срок окупаемости системы равен примерно 7-10 годам.
Зависимость от климатических условий. В некоторых регионах солнечная энергия поступает не регулярно, поэтому система не сможет работать в нужном режиме. В северных регионах КПД солнечного коллектора слишком низкий, и затраты на установку не окупаются.

Конструктивные особенности и принцип действия

Основным элементом стандартного варианта солнечного коллектора является адсорбер в виде медной пластины с трубкой. Пластина быстро разогревается под действием солнечных лучей, передавая тепло трубке и находящейся в ней жидкости. Благодаря свободной или принудительной циркуляции полученное тепло далее транспортируется по всей системе.

Под действием солнечных лучей происходит нагрев медной пластины, от которой передается тепло находящемуся в трубке теплоносителю

Для повышения эффективности работы адсорбера следует наделить его необходимыми физическими свойствами. Прежде всего, необходимо повысить поглотительную способность адсорбера и свести к минимуму отражение солнечных лучей. Самым простым решением будет нанесение на адсорбер черной краски.

Чтобы повысить эффективность работы адсорбера, его нужно накрыть прозрачным стеклом. Обычное стекло отражает часть солнечных лучей.

Лучше всего использовать специальное стекло с низким содержанием в своем составе железа либо применять антибликовое покрытие. Чтобы избежать загрязнения стекла, корпус солнечного коллектора следует сделать герметичным.

Невзирая на массу способов улучшения работы и наращивания производительности солнечного коллектора, все же из-за несовершенства конструкции данный показатель далек от идеального. Учитывая принцип работы гелиоколлектора и методы повышения его эффективности, попробуем создать примитивную и недорогую модель из подручных материалов.

Установка и подключение накопительного водонагревателя на даче своими руками

Предлагаемая конструкция солнечного водонагревателя своими руками очень проста, и принцип ее работы основан на знании того, что температура в пленочном парнике на несколько градусов выше, чем на открытой местности. Поэтому, чтобы повысить температуру водонагревателя от солнечной энергии, можно поместить бочку с водой в подобный парник. Для установки такого накопительного водонагревателя на даче потребуется несколько деревянных брусков и немного полиэтиленовой пленки. Этот парник позволит существенно снизить воздействие ветра. Далее при подключении накопительного водонагревателя на даче нужно северную сторону бочки, которая никогда не освещается солнцем, оклеить эффективным утеплителем, чтобы она не отдавала тепло.

После этого необходимо приступить к обустройству самого солнечного коллектора. Его можно сделать воздушного или водяного типа. Воздушный коллектор выполняется очень просто. Сначала следует на южную стенку душевой кабины вертикально набить бруски шириной 5-10 см на расстоянии 50-60 см друг от друга. Стенку душа нужно с наружной стороны покрасить матовой черной краской, а затем завесить черными металлическими пластинами-жалюзи таким образом, чтобы воздух проникал сквозь них в стенку душевой кабины и в нагретом виде поднимался вверх. Сверху коллектора следует оборудовать воздуховод, который должен входить в «парник» с бочкой, и через него горячий воздух как раз и будет попадать из коллектора в парник. Снизу коллектор можно оставить открытым для конвекции воздуха, также нужно сделать вверху парника небольшое отверстие для этих же целей. На ночь это отверстие придется закрывать, чтобы сохранить внутреннее тепло и не дать бочке охладиться.

В данной конструкции облучаемая солнцем поверхность увеличивается до 3-4 м2, а количество получаемой энергии составляет 30 кВт в сутки. Это позволяет не просто нагревать воду в бочке, а доводить ее до кипятка. Поэтому для полноценного купания придется организовать отдельную подачу холодной воды в душевую кабину.

Дополнительно при установке накопительного водонагревателя своими руками можно утеплить всю бочку каким-нибудь теплоизолятором. При этом необходимо оставить небольшой зазор между утеплителем и бочкой. В это пространство затем нужно будет направить воздуховод из солнечного коллектора для притока горячего воздуха.

Солнечный коллектор для нагрева воды своими руками