Солнечные коллекторы для нагрева воды своими руками: Делаем простой солнечный коллектор своими руками, пошаговая инструкция

Содержание

Солнечный коллектор своими руками — на 100% проверенный способ изготовления

Концепция энергетически эффективного дома предполагает создание, внедрение и эксплуатацию возобновляемых источников энергии. Все большее распространение стали получать собранные солнечный коллектор своими руками, которые не так давно встречались крайне редко.

Постоянное совершенствование гелиосистем, существенное падение цен на них привило к еще большему появлению их в обыденной жизни. Стоимость заводских моделей сегодня соизмерима с затратами, необходимыми на обустройство классической системы отопления. Однако такую технологию может сделать каждый самостоятельно.

Содержание статьи:

Принцип работы солнечного коллектора

Если кратко описать принцип работы коллектора – он необходим для захвата солнечной тепловой энергии. В дальнейшем она концентрируется и используется человеком.

Коллекторная система состоит из следующих составляющих:

Тепловой аккумулятор (обычная емкость под жидкость)
Теплообменный контур

Непосредственно коллектор

Жидкий или газообразный теплоноситель циркулирует по коллектору. Полученная энергия нагревает его и, посредством смонтированного бака-аккумулятора, передает тепло воде.

Нагретая жидкость хранится в баке до того, покуда она не будет использована. Сфера ее применения очень широка – от обычных хозяйственных нужд до отопления дома. Чтобы вода быстро не остывала, необходимо качественно тепло изолировать емкость.

Циркуляцию воды в коллекторе делают одним из двух способов: естественным или принудительным способом. В баке-аккумуляторе может монтироваться дополнительный элемент, нагревающий жидкость, который будет включаться при достижении низких температур окружающей среды и поддерживать температуру воды, например, зимой, когда солнцестояние непродолжительное.

Вводное видео об устройстве водонагревателя

Виды солнечных коллекторов

Планируя солнечный коллектор своими руками и установить в доме, необходимо определиться с типом конструкции:

Модели, у которых теплоносителем является воздух, используются крайне редко. Это связано со свойствами жидкости — тепло она проводит значительно лучше, чем газ. Воздушные коллекторы чаще делают плоской формы, чтобы воздух, контактируя с поглощающим устройством, естественным образом нагревался.

схема воздушного солнечного коллектора

Вакуумные солнечные коллекторы

Вакуумные модели самые сложные. Вместо коробки, которая покрывается стеклом, у него используются большие по габаритам трубки из стекла. Внутри них имеются трубочки с меньшим диаметром, в которых находится абсорбер, собирающий тепловую энергию. Между трубками – вакуум, он выполняет роль теплоизолятора.

схема вакумного солнечного коллектора

Плоские солнечные коллекторы

Самым распространенным является плоский солнечный коллектор, внутри которого располагается специальный абсорбирующий слой, помещенный в стеклянную коробку. Он соединяется с трубками, по которым перемещается жидкий теплоноситель (чаще пропилен-гликоль).

схема плоского солнечного коллектора

Но решаясь смастерить солнечный коллектор своими руками, необходимо понимать, что сделать столь сложные устройства невозможно, аналогичные промышленным. К тому же, их КПД будет значительно ниже, меньше эксплуатационный срок, но и материальные вложения тоже.

Хотите узнать больше про альтернативное отопление дома ?

Читайте так же, о том как сделать отопление дома на солнечных батареях

Чертежи конструкций

Приступаем к работе

Прежде чем сооружать солнечный коллектор, необходимо произвести соответствующие расчеты и определить, как много энергии он должен производить. Но от самодельной установки ждать высокого КПД не стоит. Сориентировавшись, что его будет достаточно – можно приступать.

Работу можно поделить на несколько основных этапов:

Изготовить короб
Изготовить радиатор или теплообменник
Изготовить аванкамеру и накопитель
Собрать коллектор

Чтобы изготовить коробку под солнечный коллектор своими руками, следует заготовить обрезную доску толщиной 25-35 мм и в ширину 100-130 мм. Дно ее следует сделать текстолитовым, оснастив его ребрами. Оно также должно быть хорошо теплоизолированное при помощи пенопласта (но предпочтение отдают минеральной вате), накрытого оцинкованным листом.

Еще 4 эффективных способа альтернативного отопления дома

О которых вы можете узнать в нашей следующей статье

Подготовив короб, настает пора мастерить теплообменник. Следует придерживаться инструкции:

Необходимо подготовить 15 тонкостенных металлических трубок длиной 160 см и две дюймовые трубы длиной 70 см
В обоих утолщенных трубках сверлятся отверстия диаметра меньших трубок, в которые они будут устанавливаться. При этом нужно следить за тем, чтоб они были по одной стороне соосны, максимальный шаг между ними 4.5 см

Следующий этап – все трубки нужно собрать в единую конструкцию и надежно сварить
Теплообменник монтируется на лист оцинковки (ранее прикрепленный к коробу) и фиксируется при помощи стальных хомутов (можно сделать металлические зажимы)
Днище короба рекомендуют покрасить в темный цвет (например, черный) – он будет лучше поглощать солнечное тепло, но чтобы снизить тепловые потери, внешние элементы красятся белым
Завершить монтаж коллектора необходимо установкой покровного стекла около стенок, при этом не забыв о надежной герметизации стыков
Между трубками и стеклом оставляется расстояние, равное 10-12 мм

Остается соорудить накопитель под солнечный коллектор. Его роль может исполнять герметичная емкость, объем которой варьируется около

150-400 л. Если найти одну такую бочку не удается, можно сварить между собой несколько небольших.

Как и коллектор, накопительный бак основательно изолируют от потерь тепла. Остается изготовить аванкамеру – небольшой сосуд объемом 35-40 л. Он должен оснащаться падающим воду устройством (шарнирным краном).

Остается самый ответственный и важный этап – собрать коллектор воедино. Сделать это можно таким образом:

Вначале необходимо установить аванкамеру и накопитель. Необходимо следить, чтоб уровень жидкости в последнем был на 0.8 м ниже, чем в аванкамере. Так как воды в таких устройствах может собираться немало, необходимо продумать, каким образом они будут надежно перекрываться

Коллектор размещается на крыше дома. Исходя из практики, рекомендуется делать это на южной стороне, наклонив установку под углом 35-40 градусов к горизонту
Но нужно учитывать, что между накопителем и теплообменником расстояние не должно превышать 0.5-0.7 м, иначе потери будут слишком существенны
В конце должна получиться следующая последовательность: аванкамера обязана располагаться выше накопителя, последний – выше коллектора

Наступает самый ответственный этап – необходимо соединить все составляющие воедино и подключить к готовой системе водопроводную сеть. Для этого потребуется посетить магазин сантехники и приобрести необходимые фитинги, переходники, сгоны и прочую запорную арматуру. Высоконапорные участки рекомендуют соединять трубой диаметром 0.5 дюйма, низконапорные – 1 дюйм.

Введение в эксплуатацию выполняется следующим образом:

Установка заполняется водой посредством нижнего дренажного отверстия
Подсоединяется аванкамера и регулируются уровни жидкости
Необходимо пройтись вдоль системы и проверить, чтобы не было утечек
Все готово к повседневной эксплуатации

Солнечный коллектор из змеевика холодильника

Солнечный коллектор своими руками можно смастерить из обычного змеевика, снятого со старого холодильника. Для работы потребуется подготовить:

Непосредственно змеевик
Рейки и фольга для каркаса
Бочка или бак для воды
Резиновый коврик
Запорная арматура (вентили, труб и т. д.)
Стекло

Промыв змеевик от фреона, необходимо сбить вокруг реечный каркас. Его точные размеры будут зависеть от размера рабочего узла, который был демонтирован с холодильника. Коврик необходимо подогнать под рейки, среди которых змеевик должен свободно располагаться.

На резиновый коврик (дно каркаса) укладывается фольгирующий слой. Затем змеевик фиксируют при помощи винтовых хомутов. В стенках проделываются отверстия, через которые будут проходить трубы. Повысить продуктивность можно за счет герметизации стыков герметикам.

Дно также укрепляется рейками. Сверху монтируется стекло и фиксируют при помощи скотча. Чтобы не волноваться, можно вырезать несколько алюминиевых пластинок и сделать из них прижимы.

Видео о техническом устройстве и испытании солнечного коллектора:

В заключении

Такое сооружение, как солнечный коллектор своими руками, может существенно повысить уровень комфорта в загородном доме или на даче. Пусть незначительно, но оно снижает траты на потребляемую энергию, вырабатываемую классическими источниками энергии.

Солнечный коллектор своими руками: принцип сборки

Оглавление:
Устройство и принцип работы солнечного коллектора
Солнечный коллектор своими руками: как и из чего изготовить

Дороговизна традиционных энергоносителей, используемых в быту, заставляет человека двигаться дальше и искать новые источники энергии, которые в полной мере могли бы заменить существующие. Наиболее часто используемой альтернативной энергией является солнечная – ее человек уже достаточно эффективно научился использовать в разных направлениях. Об одном из таких направлений пойдет речь в этой статье, в которой вместе с сайтом stroisovety.org мы рассмотрим вопрос нагрева воды с помощью солнечной энергии и поговорим о том, как сделать солнечный коллектор своими руками.

Солнечные коллекторы для отопления фото

Устройство и принцип работы солнечного коллектора

Чтобы понимать, с чем придется столкнуться на пути изготовления солнечного водонагревателя, для начала необходимо разобраться с его конструкцией и принципом работы. Как ни странно, но солнечный коллектор для нагрева воды устроен достаточно просто – в его принцип работы заложены элементарные законы физики, согласно которым жидкость с большей плотностью вытесняет менее плотную жидкость.

По сути, такой же принцип работы заложен в работу системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя – горячая вода поднимается вверх, а холодная помогает ей в этом. Разница между таким отоплением и солнечным коллектором заключается исключительно в способе нагрева жидкости, в нашем случае – воды, которая просто нагревается на солнце.

Солнечный коллектор для нагрева воды фото

Итак, исходя из этого принципа вырисовывается и самая оптимальная конструкция солнечного водонагревателя – по сути, это вертикально расположенный змеевик, вода в котором по мере нагревания поднимается в его верхнюю точку, после чего благополучно поступает в накопительный резервуар, из которого осуществляется забор жидкости.

Следует понимать, что для эффективной работы самодельный солнечный коллектор необходимо обеспечить естественной циркуляцией жидкости – остывшая или не до конца нагревшаяся вода с накопительного бака должна поступать в коллектор, из которого после очередного цикла подогрева возвращаться в накопительный резервуар, требующего, кстати, хорошего утепления.

Плоский солнечный коллектор фото

Исходя из выше изложенного, формируется и принцип установки различных узлов альтернативного солнечного обогревателя. Чтобы обеспечить жизненно важную циркуляцию жидкости, не прибегая к помощи насоса, установка солнечного коллектора выполняется в самом высоком месте (как правило, на крыше), а монтаж накопительного резервуара ниже него (например, на чердаке).

Такое устройство, установленное на доме и изготовленное в заводских условиях с применением современных технологий, способно не только обеспечить небольшой домик горячей водой, но и теплом. Да, солнечный коллектор даже зимой работает не только в системе водоснабжения, но и в системе отопления. Но это заводской коллектор, изготовленный из вакуумных трубок и практически не имеющий теплопотерь. А самодельный солнечный коллектор для дома реально справится только с обеспечением горячей воды, и то лишь в ясный солнечный день. Но даже это неплохо и позволяет сэкономить немало дорогостоящих природных ресурсов.

Солнечные коллекторы для дома фото

Солнечный коллектор своими руками: как и из чего изготовить

Для начала разберемся с основанием для солнечного коллектора – наиболее простым решением будет собрать его на большом листе толстого пластика. Можно использовать и материал типа ОСБ-3, но его придется капитально защитить от атмосферной влаги. Но даже с учетом таких мер предосторожности обеспечить долгий срок эксплуатации основания не получится, поскольку дерево есть дерево. Поэтому пластик будет именно тем материалом, который, как говорится, прописал доктор – легкий, прочный и долговечный.

Основание для солнечного коллектора должно притягивать солнечный цвет, а не отражать. В этом отношении лучшим вариантом будет его черная окраска. С этим, я думаю, у вас проблем не возникнет.

Солнечный коллектор своими руками фото

Теперь о самом коллекторе. В идеале его необходимо изготовить из прозрачного материала – трубки из стекла или прозрачного пластика будут наиболее рациональным решением. В принципе, их можно заменить обыкновенной металлопластиковой трубой, окрашенной в черный цвет – этот материал для коллектора достаточно легко уложить и закрепить на основании.

Здесь следует принимать во внимание один нюанс – площадь обогрева. Трубки придется укладывать как можно плотнее друг к другу. Если вы думаете, что ее легко изогнуть под малым радиусом закругления, вы ошибаетесь. Придется использовать массу соединительных угловых фитингов. Закрепить трубу на пластиковое основание можно с помощью клипс, предназначенных для ее монтажа. На краях коллектора необходимо установить концевые фитинги – к верхнему краю через тройник привинчивается сбросник для воздуха (можно автоматический) а к нижнему – посредством отдельной трубы подключается накопительный резервуар.

Самодельный солнечный коллектор фото

Вот мы добрались и до теплозащищенного накопительного бака. Пожалуй, здесь ни у кого не возникнет вопросов, из чего его сделать. Вы правы, нам нужен электрический водонагреватель. Именно его можно будет зимой использовать по назначению, а летом, когда много солнечных дней, применять в качестве хранилища нагретой солнечными лучами воды. Так что не спешите его разбирать и удалять всю начинку.

Теперь о его подключении. Для начала подсоедините бак к системе существующего водопровода положенным для него способом. Потом к патрубку холодного водопровода через тройник и отсекающий кран подсоедините низ солнечного коллектора. Точно так же, только к верхнему концевому фитингу, необходимо подсоединить через тройник и кран патрубок горячего водопровода.

Как собрать солнечный коллектор своими руками фото

Вот, в принципе, и все. Осталось только разобраться, как вся эта система работает и как ею управлять. Это не так уж и сложно, как вам кажется. Вместо привычных двух отсекающих кранов в нашей ситуации имеется четыре – с их помощью и будем переключать систему в зимний и летний режим работы. Для лета необходимо открыть все четыре крана и отключить подачу электроэнергии. Для зимы краны, обеспечивающие циркуляцию воды через плоский солнечный коллектор, нужно закрыть и включить подачу электроэнергии на водонагревательный бак.

Как видите, все просто, но необходимо помнить, что при переходе на зимний период воду с коллектора нужно слить – иначе она замерзнет, и все ваши труды пойдут насмарку.

Как работает солнечный коллектор зимой

Именно так собирается солнечный коллектор своими руками. Конечно, его эффективность не идет ни в какое сравнение с производительностью заводского агрегата, в котором для нагрева воды используются вакуумные трубки, но все же он в состоянии сэкономить изрядную часть семейного бюджета.

Автор статьи Александр Куликов

отзывы владельцев, реально ли сделать своими руками

Системы отопления в частных загородных домах могут строиться на абсолютно разных источниках энергии. Это могут быть системы, основанные на котлах, нагрев теплоносителя в котором основывается на сжигании различных видов топлива, например газа или жидкой солярки. Котлы могут отапливаться углем или дровяными пеллетами. В любом случае для того, чтобы запустить в действие такую систему отопления придется помимо собственно монтажа отопительных котлов еще и закупать само топливо. А вот эта статья расходов может в определенной ситуации превысить даже расходы на монтаж системы отопления. И вот здесь на помощь могут прийти солнечные коллекторы для отопления дома.

Солнечные отопительные коллекторы на крыше частного дома

Плюсы и минусы солнечных коллекторов для отопления дома

Использование возобновляемых источников энергии в автономных системах отопления предполагает денежные затраты исключительно на приобретение и установку такой системы, а также на ее техническое обслуживание и на необходимый поддерживающий ремонт. Но вот после установки такие системы начинают работать совершенно автономно и абсолютно бесплатно для их владельцев. В самом деле – за солнечные лучи платить ничего не нужно.

Некоторые потребители выражают сомнение в эффективности установки и применения солнечных коллекторов в средней полосе России, где солнечных дней не так много, как, например, на Кубани. Однако, солнечные коллекторы для нагрева воды могут использоваться не только как основной источник нагрева теплоносителя, но и как дополнительный источник. В этом случае прибор нагрева воды на солнечной энергии будет работать только в то время, когда на небе нет облаков, а в другие периоды можно задействовать классические нагревательные приборы, например газовые котлы.

схема отопления

Что же касается эффективности использования солнечных коллекторов по соотношению цена-отдача, то рекомендуем вам обратить внимание на северные провинции Китая. Значительное количество домов в этих китайских городах и селах оборудовано солнечными коллекторами для отопления. Климат и солнечная активность в этих местностях не слишком отличается от сопредельных российских областей: например, Хабаровского и Забайкальского краев. Сами понимаете, что климат в Забайкалье, месте, куда ссылали каторжников в царские времена – совершенно не сахарный. Значит, использование солнечных коллекторов для отопления домов даже в российских регионах с самым суровым климатом не только возможно, но и вполне востребовано и экономично.

Эффективность работы солнечных нагревательных коллекторов

Стоит отметить, что солнечные коллекторы на сегодняшний момент стали пожалуй наиболее эффективными приборами, использующими солнечную энергию. Если классическая солнечная фотоэлектрическая батарея может показать эффективность всего лишь на уровне до 18 процентов, то солнечный коллектор для отопления достигает завидных показателей КПД до 95 процентов. Разница очевидна.

Принципы функционирования нагревательных коллекторов

Одной из основных конструкций солнечных отопительных коллекторов являются устройства вакуумного типа. Исходя из названия очевидно, что такие устройства будут собирать лучистую солнечную энергию и передавать ее для нагрева воды или другого теплоносителя. Собственно так и обстоит в реальности.

Системы автономного обогрева, имеющие в своем составе солнечные коллекторы состоят из следующих основных составных частей:

Собственно солнечный нагревательный коллектор – то есть устройство которое размещается на прямых солнечных лучах и служит для нагрева теплоносителя,
Контур теплообмена: система трубопроводов, по которой перемещается горячий теплоноситель, постепенно передавая свое тепло в обогреваемые помещения,
Тепловой аккумулятор: это бак для воды, в котором нагретая вода запасается впрок.

Итак солнечный коллектор, состоящий из труб, в которых находится пока еще не нагретый теплоносителя находится под действием прямых солнечных лучей. Жидкость-теплоноситель (обычно вода, но возможно и специальный антифриз) поступает в коллектор, нагревается там и передается в контур теплообмена, который смонтирован внутри теплового аккумулятора. Нагретый теплоноситель, перемещаясь внутри трубопроводов контура теплообмена нагревает воду в тепловом аккумуляторе. Нагретая вода в баке с функцией аккумуляции тепла хранится вплоть до возникновения необходимости ее использования, например до подачи в контуры отопительной домашней системы и в отопительные радиаторы или в контуры горячего домашнего водоснабжения, например для умывания.

Циркуляция водоснабжения в отопительном коллекторе

Поскольку солнечная энергия воздействует на коллектор совершенно бесплатно, то в системе в любой момент времени имеется нагретая вода, которая подогревается постоянно циркулирующим теплоносителем.

Естественно, что бак теплового аккумулятора должен иметь отличную теплоизоляцию, способствующую сохранению температуры нагретой воды в течении как можно более долгого времени. Это позволит избежать падения температуры воды ночью, когда солнечный нагрев отсутствует или в периоды пасмурной погоды. Для обеспечения бесперебойной работы такой системы в совсем уж облачные или дождливые дни в бак теплового аккумулятора может быть вмонтирован обыкновенный электрический водонагреватель.

Для того, чтобы теплоноситель постоянно переносил тепло солнечных лучей для нагрева воды – он должен постоянно циркулировать. В системах с солнечными коллекторами циркуляция жидкого теплоносителя может быть принудительной (с подачей насосами) или естественной (смотеком).

Типы отопительных солнечных коллекторов для дома

Современная промышленность освоила выпуск различных типов солнечных отопительных коллекторов. Для того, чтобы понять, какой из них может подойти для монтажа системы домашнего отопления или горячего контура водоснабжения в вашем доме – необходимо ознакомиться с их разновидностями. Основных типов насчитывается два: плоские и вакуумные, менее широко распространены воздушные коллекторы.

Плоский светопоглощающий

Плоский отопительный солнечный коллектор представляет собой тонкую коробку, внутри которой находится особое вещество, активно аккумулирующее, адсорбирующее тепло. Сверху коробка закрыта стеклом, которое пропускает солнечные лучи. Внутри адсорбирующего слоя, собирающего тепло расположена система трубопроводов, внутри которых перемещается теплоносителя. В качестве теплоносителя в таких системах, как правило используется пропилен-гликоль.

плоский коллектор в разрезе

Вакуумный

Внутри вакуумного отопительного коллектора на месте единственной плоской коробки находятся полые стеклянные или кварцевые трубки, из которых откачан воздух, то есть создан вакуум. А вот уже внутри таких полых трубок располагаются трубки с веществом, адсорбирующем солнечную тепловую энергию. Соответственно трубопроводы с теплоносителем находятся внутри трубок с адсорбером. Солнечные лучи легко проникают сквозь вакуум в промежутке между трубами и нагревают теплоноситель. Однако этот же вакуум препятствует обратной утечки тепловой энергии из адсорбера в окружающее пространство, выступая в роли теплоизолятора.

вакуумный коллектор

Воздушный

Как уже понятно из названия – такие устройства не имеют теплоизолирующего вакуумного слоя. Следовательно КПД их действия будет ниже, чем у вакуумных коллекторов. Такие устройства рекомендуется устанавливать в местности с большим количеством солнечных дней. Более того, в таких коллекторах теплоносителем является обычный воздух. Он переносится в отапливаемое помещение вентилятором или естественной конвекцией. Работа вентилятора при перемещении воздушных потоков также требует отдельного источника питания Это дополнительная причина того, что данная система имеет более низкий КПД, чем плоские или вакуумные коллекторы. Конечно же, ни о каком горячем водоснабжении в такой конструкции не может быть и речи.

Как выбрать необходимый тип отопительного коллектора?

Каждый из типов солнечных отопительных коллекторов имеет свои очевидные преимущества и явные недостатки. При выборе устройства стоит обратить внимание, что плоский коллектор является более прочной конструкцией, а вот вакуумные из-за наличия полых воздушных трубок очень чувствительны к внешним воздействиям. Однако в плоских коллекторах при ремонте замене подлежит вся система адсорбции, при поломке же одной из трубок вакуумного коллектора можно ограничиться только ее заменой.

Воздушный коллектор, при всех своих недостатках является чрезвычайно простым устройством, и не критичен в воздействию низких температур. Он может работать даже лютой сибирской зимой.

Плоский коллектор идеален для нагрева воды в диапазоне от 20 до 40 градусов выше, чем окружающая температура, а от вакуумные устройства имеют более высокую степень нагрева теплоносителя. Таким образом в зимних условиях вакуумный коллектор будет более эффективен, да и просто возможен в использовании. Они также лучше сохраняют тепло при работе в пасмурную погоду и хорошо сохраняют тепловую энергию в холодных погодных условиях. Тем не менее общая хрупкость конструкции снижает срок службы вакуумных солнечных коллекторов, которые не дотягивают по этому показателю до плоских устройств. Последние при хорошем изготовлении могут прослужить в вашем доме от 15 до 30 лет.

Особенности, на которые стоит обратить внимание при выборе коллектора

Показатель передачи лучистой солнечной энергии солнца в тепловую энергию теплоносителя в вакуумном солнечном коллекторе напрямую зависит от величины трубок этого устройства. Если вакуумная трубка коллектора будет короткая и тонкая, то она не сможет достаточно эффективно аккумулировать вакуумную энергию. Обычно для комплектации вакуумных солнечных коллекторов используются трубки длиной до 2 метров с диаметром около 6 сантиметров. Внутри вакуумной трубки может монтироваться простая прямая или изогнутая U-образная трубка для более эффективного сбора тепла.

Установка солнечного отопительного коллектора

Солнечный отопительный коллектор вместе с системой аккумуляции тепла и теплообменным контуром в сборе представляет собой довольно сложную технологическую систему. Комплекты такого оборудования оснащаются подробными инструкциями по установке, также в сети Интернет можно найти подробные видеоуроки. Но перед покупкой и установкой солнечного коллектора необходимо составление проекта отопительной системы. В этот процесс обязательно нужно привлекать специалиста, который произведет необходимые расчеты материалов и оборудования.

Использование альтернативных источников энергии может существенно снизить затраты на содержание вашего дома, более того, оно может сделать вас независимыми от поставщиков традиционной энергии.

Солнечные коллекторы для отопления дома: видео

Честные отзывы о работе солнечных коллекторов различных моделей для отопления дома

Модель КС 2000

Время работы — 3 года:

Модель RKraft

Время работы — 5 лет:

Вакуумный коллектор Altek

1 год эксплуатации:

Эффективность работы вакуумного коллектора зимой:

Модель Chromagen

Опыт эксплуатации — 4 года:

Модель АТМОСФЕРА СВК Nano

На рынке с 2013 года:

Можно ли сделать реально работающий солнечный коллектор своими руками?

схема, устройство и прочее + видео

Человечество активно жжёт нефть, газ, уголь, торф, дрова и другие виды топлива, чтобы обеспечить себе комфортное существование, приготовление пищи и реализацию других потребностей. Тем самым оно засоряет атмосферу, отравляя природу в собственном доме. Замкнутый круг. Разорвать его можно, только используя альтернативные источники энергии, одним из которых является солнечный свет. Он поможет вырабатывать электричество, греть воздух или воду при помощи устройств, которые можно изготовить собственноручно.

Как работают солнечные водонагреватели, в чём выгода

Распространёнными способами использования энергии солнца в настоящее время являются два направления: выработка электроэнергии и прямой нагрев воды для хозяйственных и санитарных нужд. Накопленный опыт технических решений в этом направлении говорит об их достаточной эффективности, следствием чего становится значительная экономия затрат на отопление и горячее водоснабжение.

Солнечные коллекторы могут применяться для отопления и нагрева воды не только в летнее время, но и в течение всего года

Разовые затраты на изготовление позволят в дальнейшем регулярно получать бесплатное тепло и использовать его по своему усмотрению.

Классификация солнечных водонагревателей

Устройства для утилизации солнечной энергии можно условно разделить на виды по разным признакам. Например, по применяемому способу циркуляции теплоносителя:

Устройства, в которых используется естественная циркуляция. В этом случае нагретая вода, имеющая меньшую плотность, естественным образом поднимается по ёмкости и попадает в накопитель. Во избежание потерь тепла накопитель нужно изолировать с применением рулонных утеплителей. Характерными особенностями такого технического решения является вертикальное или наклонное расположение регистров нагрева и необходимость установки бака-накопителя выше уровня верхней части теплообменника.
Движение жидкости осуществляется не при помощи насоса, а за счёт разной плотности
Агрегаты с принудительным обращением теплоносителя. Для этого применяются маломощные, но довольно эффективные циркуляционные насосы. При такой конструкции накопитель тёплой воды можно располагать в любом месте, включая подвал. При использовании бойлера косвенного нагрева в качестве теплоносителя можно использовать масло, чаще всего применяется трансформаторное.
Чтобы горячая вода не остывала, бак необходимо утеплить

Можно разделить водонагреватели по конструкционным особенностям греющего коллектора:

Вакуумные. Их устройство представляет собой колбу из кварцевого стекла, внутри которой располагаются элементы нагревательного устройства. Кварцевое стекло свободно пропускает ультрафиолетовое излучение, что позволяет согревать воду до образования пара, а если применяется масло, то его температура может достигать 250–300 градусов. Воздух из колбы откачивается, что предотвращает рассеивание светового потока и повышает эффективность системы. Изготовить такой нагреватель в домашних условиях практически невозможно, а заводские изделия стоят довольно дорого. Но, учитывая высокую эффективность таких устройств, на такую трату можно согласиться, ведь они работают зимой, летом и в пасмурную погоду.
Вакуум является лучшим теплоизолятором, поэтому потери тепла в коллекторе минимальны
Панельные. В таких конструкциях в качестве теплообменника используются плоские панели, например, стальные штампованные радиаторы отопления. По сравнению с первыми, такие устройства гораздо менее эффективны, большое количество тепла теряется в процессе прохождения по сети водоснабжения и в самом коллекторе. Панели нужно упаковать в корпус из материала с низкой теплопроводностью, верхнюю стенку изготовить из стекла, поликарбоната или прозрачного пластика. Но ни один из этих материалов не пропускает ультрафиолетового излучения, что и является причиной их пониженной эффективности.
В конструкциях используются плоские панели

Классификация по типу греющего контура:

разомкнутые — это самая простая система для организации в доме горячего водоснабжения. При этом нагретая вода не возвращается в нагреватели, а расходуется на покрытие бытовых потребностей;
одноконтурные системы — подогретая в коллекторе вода после прохождения системы отопления возвращается обратно. Схема оборота воды из солнечного коллектора встраивается в отопительную систему и работает с принудительной циркуляцией через узел подмеса;
В одноконтурной системе потребляемая горячая вода циркулирует через солнечный коллектор и бак
двухконтурные — нагретый теплоноситель подаётся в бойлер косвенного нагрева, где отдаёт тепло находящейся в нём воде. Охлаждённый возвращается в коллектор солнечного нагревателя. В первичном контуре при такой организации целесообразно использовать масло. Вода из вторичного контура может использоваться как в системе отопления, так и в схеме горячего водоснабжения дома. Бойлер рекомендуется утеплять дополнительно для снижения потерь энергии.
Контуры циркуляции незамерзающей жидкости и расходной воды разделены

Ориентируясь по принципу действия, можно разделить водонагреватели на активные и пассивные:

пассивные системы — приёмный бак всегда находится над коллектором, циркуляция воды происходит естественным образом. Устройство не требует дополнительного инструментального контроля. Недостатком такой системы является неравномерная работа и скачкообразные показатели по мощности. Применяется для временных установок типа летнего душа или сезонного использования в системе горячего водоснабжения дома или оросительных сетях для полива огорода;
Пассивные системы можно использовать только в летнее время
активные — такие системы, как правило, оснащаются циркулярными насосами, контроллерами температуры и давления. Солнечная энергия преобразуется в тепловую и распределяется. Можно применять такие устройства в течение круглого года при соответствующих настройках.
Солнечный водонагреватель активного типа может работать в любую погоду

Особняком стоят коллекторы воздушные, в которых преобразование энергии производится нагревом воздуха, естественным образом попадающего в атмосферу помещения. К недостаткам такого способа можно отнести ограниченность применения по времени года, поскольку летом такая функция не востребована.

Воздушный солнечный водонагреватель имеет самое простое устройство

Какой солнечный водонагреватель лучше изготовить своими руками

Выбор конструкции и вида солнечного водонагревателя зависит от назначения устройства. Простейшим по исполнению является летний душ.

Строительство летнего душа

Для устройства этого объекта нужно сделать кабинку. Можно использовать любой водостойкий листовой материал. Главное требование — удобство применения и прочность каркаса, поскольку ёмкость придётся размещать на крыше.

В качестве ёмкости можно использовать бак грузового автомобиля. Он идеально подходит по форме, окрашен в чёрный цвет и снабжён как заливным, так и сливным отверстиями. Параллельно с коллекторным баком устанавливается ёмкость для холодной воды, которую нужно защитить от воздействия солнечных лучей. Из дополнительного оборудования применяется только смеситель.

В качестве ёмкости для воды используется бак чёрного цвета

От летнего душа часто практикуется подача горячей воды в летнюю кухню. Это зависит от места её расположения, поэтому важна предварительная планировка подворья с учётом и этого обстоятельства.

Летний душ с солнечным водонагревателем, сделанным своими руками, надёжен и экономичен

Горячее водоснабжение дома

Горячая вода в загородном доме нужна в холодное время года, поскольку летом в доме только отдыхают, остальные потребности удовлетворяются летней кухней, сезонным душем и бассейном, в которых можно просто устроить солнечные нагреватели.

Для межсезонья и холодного времени года использование солнечной энергии связано с дополнительными затратами на утепление коллекторов и трубопроводов к ним.

Монтаж водяного коллектора можно производить с использованием циркуляционного насоса, бойлера косвенного нагрева и приборов контроля за температурой и давлением в системе. В изолированном первичном контуре целесообразно использование в качестве теплоносителя минерального трансформаторного масла, имеющего большую теплоёмкость по сравнению с водой и пониженную температуру замерзания. Однако при любом теплоносителе в систему нужно встроить котёл дополнительного нагрева на случай сильных морозов. Для этой цели лучше применять индукционный нагреватель, который легко изготовить своими руками с использованием сварочного инвертора. Его включение в работу можно устроить в автоматическом режиме, если речь идёт о дачном доме без постоянного проживания. Индукционный котёл не является объектом поднадзорности технических служб.

Вода из бойлера косвенного нагрева может быть использована как в бытовых целях, так и на отопление.

Для горячего водоснабжения и отопления загородного дома лучше использовать двухконтурный коллектор

Расчёт мощности солнечного коллектора

По фактическим расходам считается, что для удовлетворения потребности одного человека в горячей воде требуется от двух до четырёх киловатт тепловой энергии.

Для примера произведём расчёт мощности для реальных условий Подмосковья.

Исходные данные:

Основываясь на данных, приведённых в таблице поступления солнечной энергии в различных регионах России, площадь поглощения составит 2,35 м².
Показатель инсоляции для Подмосковья составляет 1173,7 киловатта в час с квадратного метра.
Коэффициент полезного действия коллекторов составляет 0,67–0,8. Целесообразно использовать первый показатель, характерный для самодельных конструкций и устаревших моделей.
Величина угла наклона будет использована оптимальная для региона. В первом приближении он должен быть равён величине географической широты места нахождения преобразователя.

Показатель инсоляции зависит от региона

Расчёт площади поглощения солнечной энергии для одной трубки, учитывая, что приведённая величина соответствует коллектору из 15 элементов: 2,35 м² / 15 шт. = 0,15 м². Соответственно, приведённая величина для 1 м² составит: 1 / 0,15 = 6,67 (штук), то есть регистр коллектора указанной площади будет состоять из 7 трубок.

Рассчитываем тепловую мощность одной трубки, что позволит определить необходимое их количество для удовлетворения средней потребности в энергии. Получаемая от одного нагревателя мощность из расчёта потребления на день рассчитывается из соотношения: N = S * I * K, где:

N — мощность одной трубки;
S — площадь поглощения одной трубки;
I — показатель величины инсоляции для Подмосковья;
K — коэффициент полезного действия в минимальном размере.

N = 0,15 * 1173,7 * 0,67 = 117,95 киловатта в час на метр квадратный.

Средний показатель выработки энергии за сутки составит (с учётом продолжительности светового дня) для Подмосковья 0,325 киловатта в час. А годовая экономия с одного квадратного метра составит: 117,95 * 7 = 825,6 киловатта в час.

Таким образом, выработка тепловой энергии солнечным коллектором в 2,35 квадрата достигает 8 киловатт в день. Обратившись к началу, можно убедиться, что коллектор приведённой величины полностью отвечает потребностям в горячей воде для семьи из трёх человек.

Приведённая методика весьма условна, однако, как показывает практика, вполне достоверна для определения основных параметров коллектора.

Мощности одного коллектора достаточно для семьи из трёх человек

Подготовительные мероприятия

Приняв решение об изготовлении солнечного коллектора своими руками, необходимо осуществить ряд обязательных мероприятий по его подготовке:

произвести предварительный расчёт по указанной выше методике для определения конструкции и физических размеров устройства;
выполнить эскизный проект коллектора и водопроводной системы утилизации тепла, на его основании составить материальную ведомость;
закупить материалы, крепёж и недостающий инструмент.

Чем более внимательно выполняется этот этап, тем меньше придётся бегать впоследствии за недостающим.

Солнечный водонагреватель своими руками можно изготовить из различных материалов

Материалы и инструменты, технология сборки

Рассматриваем потребность в материалах и изделиях параллельно с описанием технологии изготовления солнечного коллектора. Такая работа может быть выполнена в следующем порядке.

Изготовление корпуса

Для этого понадобятся:

влагозащищённый материал для задней стенки. Это может быть многослойная водостойкая фанера, пластик или другие подобные материалы;
доска строганая хвойных пород 150х32 мм. Все детали из дерева нужно обработать антисептиками и противопожарными пропитками;
утеплитель рулонный;
степлер строительный для крепления утеплителя изнутри корпуса;
фольга алюминиевая для создания отражающей поверхности по утеплителю;
поликарбонат сотовый или монолитный по размеру корпуса толщиной 4 мм. Отверстия для его крепления должны располагаться не ближе 4 см от края листа, поэтому нужно учесть этот фактор при определении размера. Можно устанавливать с напуском. Желательно приобрести материал без защитного слоя от ультрафиолета, при этом нагрев будет происходить и в пасмурную погоду;
уплотнитель из пористой резины (лента — самоклеящаяся) под поликарбонат.

Последовательность сборки:

Стенки из доски крепятся к задней стенке винтами самонарезающими длиной 50 мм при помощи шуруповёрта с шагом 25–30 см.
Устанавливается утеплитель, крепление производится строительным степлером скобами не короче 10 мм.
Поверх слоя утеплителя устанавливается отражающая поверхность из фольги.
На торец досок корпуса наклеивается уплотнитель.
Фольга защищает утеплитель от теплового излучения абсорбера

Монтаж коллектора

Изготавливая этот ответственный узел своими руками, можно использовать стальные штампованные радиаторы от холодильника или отопления. Для этого необходимо:

Перед установкой радиатор нужно окрасить чёрной матовой краской, используя кисть малярную или валик.
Установить его в корпус через прокладки с зазором порядка 20 мм от задней стенки, закрепить самонарезающими винтами к задней стенке.
Радиатор устанавливается на фольгу
Подключить выходную трубу коллектора, используя изделие из металлопластика с внутренним диаметром порядка 20 мм.
Подключить обратку из того же материала.
Для подвода воды можно использовать трубы ПВХ

По окончании сборки коллектора установить лицевую стенку из поликарбоната. При этом отверстия под винты должны быть на 1–1,5 мм больше диаметра винтов для компенсации теплового расширения.

Монтаж контура

Операция выполняется в соответствии с ранее разработанным проектом в следующем порядке:

Выполнить разводку к бойлеру косвенного нагрева, подключить к патрубку его внутреннего контура, представляющего собой теплообменник.
Провести разводку от бойлера к коллектору, предусмотрев установку циркулярного насоса и индукционного нагревателя.
В баке делают отверстия для входа и выхода теплообменника, ввода холодной воды и забора нагретой
Назначение подогрева двойное: главное — предотвращение замерзания коллектора при критически низких температурах наружного воздуха, дополнительное — повышение температуры в системе до нужного уровня при тех же условиях. Использование индукционного нагревателя обязывает к установке циркулярного насоса. При этом необходимо предусмотреть защиту от включения нагревателя без него.
Закольцевать контур подключением трубы разводки к обратке коллектора.
В зависимости от типа конструкции может понадобиться установка датчиков температуры, ТЭНов, воздухоотводчиков

По ходу монтажа нужно определить высшую точку системы и установить на ней клапан стравливания воздушных пробок. В нижней точке нужно установить сливной кран для удаления теплоносителя в аварийных условиях.

Производя сборку системы, нужно применять материалы для уплотнения резьбовых соединений в виде льняной пакли или уплотнительного материала из фторопласта.

Сборка системы

Операция заключается в установке коллектора в корпусе на место постоянного расположения. Это должен быть южный склон кровли здания. Порядок выполнения работ:

Поднять коллектор на крышу и закрепить его с нужным углом.
Коллектор устанавливается под углом
Выполнить отверстия в кровельном пироге для проводки выходной трубы и обратки.
Соединить трубы в общий контур.
Заполнить систему теплоносителем, включить циркулярный насос (без индуктора) и проверить контур на протечки, при необходимости — устранить их.
Герметично заделать отверстия в кровле.
Изолировать трубную разводку собранного контура утепляющими материалами.

Видео: как самостоятельно сделать солнечный коллектор

Особенности использования солнечных коллекторов

Система отопления или горячего водоснабжение в доме постоянного проживания всегда находится под контролем, что позволяет использовать её с минимальным набором контрольных приборов. Всегда есть возможность вовремя отреагировать на изменения погоды или возникновение критических нарушений в её работе.

В условиях дачного дома нужно предусмотреть ряд блокировок от различных сбоёв, вплоть до полной безопасной остановки работы. Это предполагает использование дорогостоящей аппаратуры. Для дачного варианта также весьма полезной будет возможность установки дежурного режима, позволяющего поддерживать в помещениях минимальную необходимую температуру во время длительного отсутствия хозяев.

В замкнутых двухконтурных системах всегда сохраняется возможность использования нагретой воды из бойлера как для системы отопления, так и для бытовых нужд. Длительное отсутствие хозяев предполагает, что бытового расхода не будет, а автоматизация отопления — давно отработанная операция.

Использование солнечной энергии эффективно и целесообразно. Покупные водонагреватели могут стоить достаточно дорого, но их применение позволит сэкономить на электроэнергии. Кроме того, простую модель солнечного коллектора можно изготовить самостоятельно, из подручных материалов.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Солнечные коллекторы VIESSMANN для отопления и горячей воды

В последнее время каждый из нас почувствовал рост цен на энергоносители. Это обстоятельство заставляет задуматься об увеличении эффективности работы системы энергоснабжения и расширении использования возобновляемых источников энергии. Существенной экономии энергии можно добиться за счет использования такого инновационного отопительного оборудования, как солнечные коллекторы или гелиосистемы.

Солнечные коллекторы являются идеальным дополнением к любому генератору теплоты для нагрева воды в системах горячего водоснабжения и отопления. С помощью солнечной системы можно покрыть до 60 процентов годового потребления энергии на горячее водоснабжение и сэкономить до 35 процентов годовых расходов.

Согласно многолетним наблюдениям, среднегодовое солнечное излучение в Украине от 1000кВт*ч/(м2 площади) в северной и центральной частях страны до 1350кВт*ч/(м2 площади) в южной части. Это обстоятельство также влияет на выбор солнечной системы электроснабжения.

В связи с тем, что актинометрические наблюдения ведутся не во всех областях Украины, ее территорию условно разбили на 4 зоны по значению суммарного солнечного излучения на горизонтальную поверхность.

Основные компоненты солнечной (гелиосистемы) системы — солнечные коллекторы (от лат. collegere = собирать).

Источником энергии, используемой для получения теплоты, является солнечное излучение, а не традиционное топливо. Это их главное отличие требует особого подхода к проектированию, ведь солнце невозможно «включить» дополнительно, когда солнечной энергии недостаточно или «выключить», когда ее слишком много.

Исключение — солнечные системы, дополненные вторым генератором теплоты . Эти установки проектируются и эксплуатируются, как бивалентные системы.

На приведенном слева рисунке изображена простая бивалентная установка: отопительный котел обеспечивает необходимое количество горячей воды в любое время. Встроенная в систему солнечная установка предназначена для поступления максимально возможного количества солнечного излучения, при этом отопительный котел расходует минимум топлива.

Экономически обоснованная как для Германии, так и для Украины доля тепловой нагрузки, покрываемая за счет солнечной энергии, составляет для одно- и двух-квартирных домов 50 – 60 процентов (на горячее водоснабжение), а для многоэтажных домов – 30 – 40 процентов.

Конечно, можно сделать солнечный коллектор своими руками, но обеспечить максимальный КПД, надежную долговременную работу и простоту монтажа могут только немецкие солнечные коллекторы.

Солнечные системы Viessmann – это напорные системы с незамерзающими теплоносителями. Такие системы

гарантируют наиболее надежную защиту от замерзания зимой;
не расходуют традиционные виды энергии на обогрев коллектора для защиты от замерзания;
обеспечивают простое присоединение трубопроводов гелиоконтура;
обеспечивают наиболее эффективную антикоррозионную защиту всех компонентов установки.

Основные отличительные признаки коллекторов заключены в конструкции абсорбера и изоляции коллектора от окружающей среды. Физика процесса преобразования солнечного излучения в тепловую энергию одинакова для всех коллекторов: солнечная энергия в абсорбере преобразуется в тепловую энергию.

Плоские и вакуумные трубчатые коллекторы фирмы Viessmann применяются для приготовления горячей воды, нагрева воды в плавательных бассейнах, а также для поддержки отопления помещений и производства технологического тепла. Преобразование света в тепло в поглотителе происходит у обоих типов коллекторов идентично.

Плоские солнечные коллекторы

В настоящее время в Германии на долю плоских коллекторов приходится более 90 процентов рынка. В плоских коллекторах абсорбер, как правило, защищен корпусом из высококачественной листовой стали или алюминия, а с фронтальной поверхности закрыт гелиостеклом с низким содержанием железа, которое обеспечивает долговременную защиту от неблагоприятных погодных условий. Антиотражающее покрытие стекла дополнительно уменьшает отражение. Тепловая изоляция корпуса снижает тепловые потери.

Корпус плоских коллекторов Viessmann выполнен из алюминиевой рамы без косых разрезов и острых кромок. Благодаря бесшовному, устойчивому к воздействию погодных условий и ультрафиолетового излучения уплотнению стекла и прочной задней стенке корпуса обеспечивается долгий срок эксплуатации и высокая эффективность коллектора.

Плоские коллекторы просто и надежно монтируются на плоской или скатной крыше, а также могут встраиваться в кровлю. Помимо того, коллекторы могут монтироваться на фасады зданий или устанавливаться в произвольном месте. Плоские коллекторы дешевле, чем трубчатые вакуумированные, и используются для установок горячего водоснабжения,подогрева воды в плавательных бассейнах и для покрытия части нагрузки на отопление помещений.

Плоские коллекторы имеют площадь брутто (внешние размеры) около 2 – 2,5 м².

Посмотрите видео ролик, демонстрирующий солнечные коллекторы Viessmann:

Вакуумированные трубчатые солнечные коллекторы

Преобразование солнечного излучения в тепловую энергию в абсорбере, как в плоских, так и в трубчатых коллекторах, происходит, в принципе, идентично. Значительные отличия состоят в тепловой изоляции: в трубчатом коллекторе абсорбер, как в термосе, встроен в вакуумированную стеклянную трубку. Поэтому потери тепла в данном случае ниже, чем у плоских коллекторов, в особенности при высокой внутренней или низкой наружной температуре, то есть в условиях эксплуатации, которые ожидаются при замещении тепловой нагрузки на отопление или кондиционирование воздуха.

Условием надежности и длительной эксплуатации вакуумированных трубчатых коллекторов является долгосрочное сохранение вакуума благодаря надежной герметизации. В коллекторах Viessmann она обеспечена. Минимальные количества газа (главным образом, водорода), которые попадают внутрь вакуумированной полости, связываются тонкой пленкой бария (газопоглотителем), напыленной на внутренней стороне трубки коллектора.

Существует два типа конструкции вакуумированных трубчатых коллекторов: прямоточные и с тепловой трубой (Heatpipe).

В прямоточных вакуумированных трубчатых коллекторах теплоноситель циркулирует непосредственно

в трубках абсорбера. Поэтому они могут монтироваться в любом положении. В трубчатых коллекторах Viessmann каждая вакуумная трубка установлена с возможностью поворота. Это позволяет оптимально направить поглотитель относительно солнца даже приневыгодном положении монтажа. Вакуумные трубчатые коллекторы Vitosol 200-T, тип SP2A и тип SPE, работающие по принципутепловых трубок, также могут монтироваться в горизонтальном положении на плоских крышах. Хотя в этом случае энергоотдача на 1 м² площади коллектора будет немного меньше, это может быть компенсировано соответствующим увеличением площади коллекторов.

Плоские коллекторы нельзя монтировать в горизонтальном положении, поскольку в этом случае самоочистка стеклянной крышки во время дождя будет невозможна, а также затруднена подача/удаление воздуха из коллектора. Vitosol-F, тип SH и Vitosol 200-T,тип SP2A также могут крепиться на фасадах. При монтаже параллельно фасаду (южная ориентация) на коллектор падает в среднем за год примерно на 30 % меньше излучения, чем коллекторы на стойках с углом наклона 45°. Если эксплуатация осуществляется в основном в межсезонье или зимой (поддержка отопления помещений), то при определенных обстоятельствах коллекторы могут обеспечить более высокую энергоотдачу.

Однако при выборе коллектора важно также знать соотношение цена/производительность. Если производить выбор по графику КПД коллектора, то решение всегда будет в пользу вакуумированного трубчатого коллектора. Однако плоские коллекторы привлекательнее вакуумированных трубчатых по цене и дают хорошее соотношение цена/производительность, особенно для покрытия нагрузки на горячее водоснабжение.

Трубчатые вакуумированные коллекторы Viessmann не только эстетично выглядят на здании, они могут использоваться как конструктивные элементы здания. В то время как плоские коллекторы плохо вписываются в дизайн зданий с прозрачной или зеркальной крышей, так как имеют снизу не эстетичный вид.

Перегрев коллекторов и режим стагнации

Солнечный коллектор генерирует теплоту тогда, когда излучение попадает на абсорбер – независимо от фактической тепловой нагрузки. Если отбор теплоты в системе невозможен или нецелесообразен, система отключается и переходит в состояние стагнации. При наличии инсоляции это ведет к росту температуры в коллекторе до максимального значения, когда теплопоступления равны теплопотерям. При этом в коллекторах достигаются температуры, которые, как правило, превышают точку кипения теплоносителя в гелиоконтуре.

К стагнации может также привести отключение электроэнергии, когда отбор теплоты от коллектора не осуществляется. Такая ситуация должна обязательно учитываться при проектировании солнечных систем, другими словами, уже на этапе проектирования нужно обеспечить безопасность системы.

Безопасность солнечной системы означает следующее:

установка не должна быть повреждена в результате стагнации;
установка не должна создавать какую либо опасность во время стагнации;
по окончании стагнации установка должна автоматически вернуться в рабочее состояние;
коллекторы и соединительные трубопроводы должны быть рассчитаны на температуры, ожидаемые в период стагнации.

Комбинирование солнечной системы с традиционной

В наших климатических условиях (как Германии, так и в Украине) солнечная система без дополнительного источника теплоты не может обеспечить надежное теплоснабжение. Часть системы теплоснабжения, подключенная к традиционному источнику энергии, рассчитывается независимо от солнечной системы.

Тем не менее, взаимодействие между различными источниками теплоты имеет важнейшее значение для достижения максимальной эффективности системы в целом и, следовательно, для эффективного энергосбережения.

Солнечные системы могут оснащаться бивалентным емкостным водонагревателем (рекомендуется при новом строительстве или полной реконструкции). В Центральной Европе в безоблачный солнечный день инсоляция составляет около 5 кВт·ч на м2 поверхности коллектора. Чтобы аккумулировать это количество энергии, нужно предусмотреть для плоских коллекторов водонагреватель объемом не менее 50 л на м2 площади коллектора, а для вакуумированных трубчатых коллекторов не менее 70 л, если солнечная система используется исключительно для горячего водоснабжения.

Эти данные касаются водонагревателей, работающих на солнечной энергии, или части бивалентного водонагревателя, для которой не используется догрев с помощью дополнительного источника теплоты.

Та часть бивалентного емкостного водонагревателя, которая подключена к дополнительному источнику (котлу), используется для аккумулирования солнечного тепла только тогда, когда температура в водонагревателе превышает требуемую температуру для включения котла.

Мифы о солнечных коллекторах

Частым заблуждением является предположение, что использование солнечной энергии для поддержки системы отопления возможно только для систем напольного отопления (теплых полов).

Такое предположение ошибочно. Производительность солнечной системы при радиаторном отоплении в среднем за год всего лишь немного меньше. Причина этого – более высокая температура на входе в солнечную систему, которая всегда определяется температурой в обратном трубопроводе отопительного контура.

При сравнении различных отопительных приборов необходимо иметь в виду, что в переходный период тепловую нагрузку системы отопления должна покрывать в основном солнечная система. Однако в это время отопительные приборы работают не в диапазоне расчетных температур, а обратный трубопровод может иметь более низкую температуру.

Очень важно обеспечить правильное гидравлическое уравнивание отопительных контуров радиаторов!

Другим распространенным заблуждением является утверждение, что солнечные системы не комбинируются с конденсационными котлами. Это также неверно. Правильно то, что солнечная система всегда как первая ступень нагревает холодную воду (для горячего водоснабжения или отопительного контура). Если «догрев» воды должна осуществлять котельная установка, котел в действительности – при повышении температуры горячей воды, например, с 50 °С (предварительный нагрев солнечной энергией) до 60 °С (температура на входе в котел) – уже не работает в режиме конденсации. Хотя без солнечной системы конденсационный котел смог бы работать в конденсационном режиме. При поддержке системы отопления солнечной системой совместная работа с конденсационным котлом принципиально не влияет на эффективность и эксплуатационную надежность котла. Верно то, что годовой коэффициент полезного действия котла немного падает, зато КПД всей системы – значительно возрастает. Решающим фактором является абсолютная экономия энергии.

Поэтому, если Вы хотите экономит энергоносители или Вам нужно вложиться в лимит по потреблению газа, обращайтесь в компанию «Аркодан». Наши специалисты подберут Вам солнечную установку для конкретных нужд, подсчитают ее эффективность и разработают проект системы ГВС и/или отопления, а также выполнят поставку оборудования и его монтаж.

самодельный воздушный агрегат для дома

Отопление частного дома можно организовать различными способами. Чаще всего это подключение к центральной системе теплоснабжения или установка индивидуальных отопительных приборов, которые нагревают теплоноситель путем сжигания газа, жидкого или твердого топлива. Реже владельцы небольших коттеджей для обогрева используют электрические котлы и различные типы тепловентиляторов, направляя воздушный поток в жилое помещение.

Сегодня существуют альтернативные методы отопления, например, устройства, которые превращают солнечное излучение в тепловую энергию. Солнечные коллекторы для отопления дома достаточно эффективны, полностью экологичны и не требуют особого ухода.

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.

Устройство гелиоустановки

Солнечные коллекторы для отопления и создания горячего водоснабжения дома состоят из следующих компонентов:

устройство для нагрева воды или другого теплоносителя;
аккумулятор тепловой энергии;
контур для перемещения тепловой энергии теплоносителем.

Солнечный коллектор для обустройства отопления представляет собой систему трубок с теплоносителем, в качестве которого выступает воздух, вода, пропилен-гликоль или любая другая незамерзающая жидкость. В качестве аккумулятора тепловой энергии выступает емкость со змеевиком, по которому циркулирует поступивший из коллектора теплоноситель. Тепловой контур служит для объединения устройства нагрева воды, воздуха или антифриза с аккумулятором тепла.

Принцип работы

Солнечная энергия попадает в коллектор, где нагревает теплоноситель, который циркулирует в гелиоустановке. После нагрева он попадает в аккумулятор тепла, где происходит теплообмен между змеевиком и водой. Нагретая вода из аккумулятора поступает в систему отопления или горячего водоснабжения дома.

Циркуляция воды в гелиосистеме происходит самотеком или при помощи циркуляционного насоса (в зависимости от назначения системы и способа установки бака-аккумулятора по отношению к коллектору).

Естественное движение воды или воздуха по контуру обусловлено принципом конвекции, когда после нагрева жидкость стремится вверх от коллектора к аккумулятору тепла.

Если брать в расчет, что гелиосистема будет использоваться только для горячего водоснабжения, то кроме солнечного коллектора и аккумулятора тепла больше ничего не нужно. Если систему планируется использовать для отопления дома, то для прокачки теплоносителя через радиаторы может потребоваться насос.

Типы поглотителей тепла

Современная промышленность освоила производство нескольких типов нагревательных теплообменников для солнечных отопительных систем:

воздушный;
плоский;
вакуумный.

Все они работают по одному принципу, но имеют некоторые конструктивные особенности и разницу в КПД. Для правильного выбора того или иного типа гелиоустановки необходимо знание их особенностей и грамотный расчет. Рассмотрим каждый тип солнечного коллектора более подробно.

Плоский нагревательный теплообменник

Такой тип солнечного коллектора для отопления состоит из плоского, теплоизолированного с трех сторон короба, заполненного адсорбирующим тепло веществом. Внутри этого вещества находится теплообменник из тонкостенных металлических труб, по которому циркулирует вода или пропилен-гликоль.

Конструкция плоского поглотителя солнечной энергии и расчет необходимых его параметров достаточно просты, поэтому именно этот вид «нагревателя», используют для изготовления отопительной гелиосистемы своими руками.

Вакуумный теплообменник

Вакуумный поглотитель тепла состоит из стеклянных труб, внутри которых находятся трубки меньшего диаметра с адсорбентом, аккумулирующим солнечное тепло. Внутри трубок с адсорбентом проложены металлические трубочки, по которым движется теплоноситель.

Между стеклянной трубкой большого диаметра и трубкой с аккумулирующим тепло веществом создан вакуум, который препятствует утечке тепла из адсорбента в атмосферу.

КПД такой установки самый высокий среди всех типов солнечных коллекторов. Исходя из мощности устройства производят расчет его необходимой площади для нагрева теплоносителя.

Воздушный коллектор для обогрева дома

В таком устройстве в качестве теплоносителя используется воздух, циркуляция которого осуществляется как естественным способом, так и при помощи вентилятора. Как правило, воздушный коллектор используют исключительно для обогрева в период межсезонья небольших дачных построек, так как такая конструкция имеет достаточно низкий КПД. Кроме того, для нагрева воды и создания горячего водоснабжения дома эта установка не подходит, поэтому используется нашими соотечественниками крайне редко.

Несмотря на низкую эффективность воздушный поглотитель имеет два достоинства: простую конструкцию и отсутствие теплоносителя (воды), а вместе с ней и коррозии, течей, проблем с замерзанием и пр.

Создание солнечного коллектора своими руками

Для создания плоского поглотителя солнечного тепла потребуется достаточно сложный расчет необходимой площади теплообменника, объема емкости и длины контура. Самостоятельный расчет требует соответствующих знаний, опыта и исходных данных. Для упрощения задачи вам будет представлено три основных типоразмера гелиосистемы:

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.

Солнечный коллектор для нагрева воды своими руками

В этой публикации представлены результаты объемных исследований блогера Сергея Юрко. Показаны 3 солнечных коллектора, изготовленные мастером своими руками и наиболее эффективный из них – так называемый 3 пленочный коллектор, он нагревает воду до 60 градусов. Есть более простой 2 пленочный, и он способен доводить воду до 55 градусов. Самый простой и самый дешевый 1 пленочный, но он обеспечивает прогрев только до 35 или 40 градусов.

Стоимость одного квадратного метра этих примитивных коллекторов примерно в тысячу раз дешевле заводских аналогов, и поэтому возникает вопрос: а что же такого хорошего в фирменных коллекторах, что они стоят в тысячу раз дороже примитивных, которые может изготовить своими руками любой человек за несколько часов, потратив мизерные деньги.

Будем сравнивать простые коллекторы с дорогими заводскими моделями по эффективности, экономической целесообразности и другим характеристикам. И далеко не всегда это сопоставление в пользу заводских устройств. Ролик на тему: сделаем простейшие солнечные коллекторы и посмотрим, на что они способны. А также выясним, при каких случаях имеет смысл отказаться от дешёвого солнечного тепла с этих примитивных конструкций, чтобы заплатив сотни или тысячи раз дороже, получить такой же эффект от более дорогих устройств.

Личный интерес автора ролика к теме основан на предположении, что заводские солнечные коллекторы являются эволюционным тупиком солнечной тепловой энергетики, поскольку, например, солнечные батареи за последние несколько десятилетий подешевели больше чем в сто раз и график показывает процесс снижения цен.
Возникает мысль, что эволюция солнечных коллекторов пошла не по тому пути и поэтому имеет смысл вернуться к самым простым технологиям.

3 простые конструкции коллекторов для нагрева воды от солнца

Черная пленка является единственной, из чего состоит 1-пленочный примитивный коллектор, то есть на пленку наливается вода и очевидно, что во время солнца это вода нагреется. Её можно купить на базаре в любом городе. Мастер приобрел три квадратных метра за 15 гривен. Стоимость коллектора выходит 15 евро цент за квадратный метр.

Но имеет смысл добавить еще одну – прозрачную пленку, которая покроет поверхность нагреваемой воды. Температура нагрева радикально увеличивается, поскольку вторая пленка останавливает испарение воды. Её продают на любом базаре для теплиц и из-за этого второго слоя стоимость коллектора увеличивается до 35 евро центов за квадратный метр.

Но есть еще и 3 пленочный вариант и дополнительная пленка тоже является прозрачной, она увеличит стоимость коллектора до 55 евро центов за квадратный метр.

Функция 3 пленки, как и у стекла заводского плоского коллектора, то есть между стеклом и черным абсорбером формируется слой воздуха толщиной несколько сантиметров, воздух является теплоизолятором.

Сколько пленок нужно для хорошего нагрева воды?

Экспериментальные измерения дали неожиданные результаты, поскольку оказалось что в нашем случае результат применения третьей пленки не является таким эффективным, как в случае заводского плоского коллектора – температура нагрева воды увеличивается, но всего лишь на несколько градусов. Причем наша тройка коллекторов может иметь разные конструкции. К примеру 2 пленочная – прозрачная полиэтиленовая пленка, продается на базарах в виде рукава. Вода заливается внутрь рукава, а роль нижней черной пленки выполняют черная поверхность крыши многоэтажки.

Аналогичное исследование, но с рукавом из не прозрачной, а черной пленки. Если вторая пленка черная, вариант предпочтительнее только при условии хорошей циркуляция воды через систему. Коллектор нагрел 100 литров воды до 66 градусов. Можно заметить несколько усложнений конструкции, в том числе лист пенополистирола толщинoй 3 сантиметра. но эксперименты показали, что теплоизоляция под коллектором увеличит температуру нагрева, но не радикально.

Эксперимент в августе с нагревом воды при температуре воздуха в тени 35 градусов показал, что пленочный коллектор на хорошей теплоизоляции нагрел воду до 63 градусов и в тот же самый момент другой коллектор нагрел воду до 57 градусов, хотя под ним теплоизоляции нет и его первая пленка лежит прямо на земле.

Дополнительные функции кустарного садового коллектора

Также интересно обратить внимание, что однопленочный коллектор во время дождя выполняет функцию сбора дождевой воды что для некоторых домов и местности может оказаться актуальным. кроме этого, 1 пленочные и 2 пленочные коллекторе ночью могут выполнять функцию градирни, то есть они отбирают тепло из воды, используемой для систем охлаждения. Можно использовать в режиме, когда днем через них циркулирует вода, которую нужно нагревать. а ночью коллектор охлаждает воду баков. днем вода из них используется для отбора тепла. в результате чего она нагревается. и поэтому следующей ночью ее нужно опять охлаждать коллекторами.

Интересно заметить, что высота воды в коллекторах может превышать несколько сантиметров. они являются одновременно и солнечным коллекторам и баком для горячей воды. То есть они работают как хорошо известная черная бочка на летнем душе.

Но очевидно, что после исчезновения солнца вода в коллекторе охлаждается. Для этого случая может оказаться интересным коллектор с тремя слоями пленки, вода в котором охлаждается медленно.

На фото. Стоимость заводских тепловых коллекторов в тысячу раз дороже представленных самодельных.

Статистика по измерениям эффективности самодельных и заводских солнечных нагревателей

1 августа проводил эксперимент по измерению производительности 2 пленочного коллектора. На протяжении солнечного дня измерял температуру воды и заносил в таблицу.

насколько эффективен нагреватель воды с пленкой

В следующий таблице интерпретация полученных результатов, в столбце количество теплоты, которую реально производил коллектор.

Описано в примечании фото, как рассчитывалось по результатам измерений температуры. В другом столбце количество солнечной радиации, которая попала на солнечный коллектор. причем важно заметить, что она зависит от угла солнца над горизонтом, точнее от синуса этого угла.

Интересно, что в данный временной промежуток производство тепла коллектором было больше, чем количество солнечной радиации. но никакого парадокса нет, если обратить внимание на разницу температур. В это время температура воздуха была больше, чем воды в коллекторе, и поэтому она нагревалась не только из-за поглощения солнечной радиации, но и вследствие нагрева от более теплого воздуха. но в другие временные промежутки вода была уже теплее воздуха. причем, чем больше разница температур, тем больше тепловые утечки из воды в окружающий воздух. тем меньше полезного тепла производят коллектор. Можно прийти к выводу, что как только температура воды достигнет примерно 60 градусов, она прекратит нагреваться, поскольку упомянутые тепловые утечки сравняются с поступлением энергии Солнца в коллектор.

В правом крайнем столбце таблицы зафиксирована измеренная мощность нагрева коллектора на единицу площади, ее можно сравнить с столбцом с мощностью нагрева одного квадратного метра заводского коллектора в тех же условиях. Описано, как вычислял мощности. Один квадратный метр заводской модели имеет преимущество над такой же площадью самодельного только при работе на высоких температурах воды. а если нужно греть воду с температурой выше 60-70 градусов, то кустарный коллектор не сможет работать вообще. в то же время 1 квадратный метр самодельного теплообменника произведет тепла заметно больше, чем один квадратный метр фабричного, когда температура воды меньше температуры окружающего воздуха.

Результаты объясняются энергетическими характеристиками 2 пленочного коллектора.

А это оценка характеристик других типа примитивных нагревателей.

Приблизительные характеристики заводских плоских коллекторов, представленных в паспорте.

В интернете можно найти такие характеристики практически для любой марки. По таблице видно, что фирменный обменник тепла имеет преимущество по этому коэффициенту, благодаря чему он способен работать на высоких температурах. но с другой стороны самопальный коллектор работает намного лучше заводского в случае, если нужно подогреть воду с температурой ниже воздуха. Например, если нужно нагревать 10 градусную воду подземной скважины во время 30-градусной жары. дело в том, что коэффициент корректнее называть не тепловыми потерями, а коэффициентом теплообмена. Поскольку если вода в коллекторе холоднее воздуха, то в коллекторе нет тепловых потерь, а наоборот, из более теплого воздуха в него поступает дополнительное тепло. Данный коэффициент интерпретируется так, что если разница температур между водой и воздухом увеличивается на 1 градус, то обмен тепла через каждый квадратный метр коллектора увеличивается на 20 ватт.

Эта характеристика (оптический КПД) показывает кпд преобразования солнечной радиации в полезное тепло в условиях, когда температура теплоносителя в коллекторе равна температуре окружающего среды. В примечании описано, почему у простейших коллекторов этот показатель немного лучше, чем у заводских. Но это указан кпд нового чистого коллектора, а примитивные очень чувствительны к грязи. Текст ниже описывает, как много грязи накапливается в них течение эксплуатации.

Грязь и пузырьки в простых самодельных коллекторах

* В воду 1-пленочного коллектора извне приходит очень много разнообразной грязи. В 2-х и 3-пленочных устройствах эта проблема выражается в пылевом налете на верхней пленке, и после высыхания воды дождя или росы эта грязь группируется в непрозрачные пятна, которые могут очень заметно уменьшить КПД коллектора. Но с другой стороны, есть несколько несложных способов удалять эту грязь после дождя.
* Из воды тоже выпадает много грязи в виде мелких хлопьев на поверхности воды или крупных хлопьев на дне. Эти выпадения усиливаются из-за нагрева воды.
* Также накапливается «белый налет» (на верху 1-й и низу 2-й пленки), который заметно снижает КПД. Он прикрепляется к пленкам очень прочно, т.е. потоком воды не удаляется (и щеткой он оттирается с большим трудом и не полностью). Возможно, это выпадение солей из нагретой воды, возможно, это последствия разложения полиэтиленовых пленок.
* Часть грязи в коллекторе может быть объяснена продуктами разложения полиэтилена вследствие УФ-радиации и высокой температуры. Обычно полиэтилен разлагается на перекись водорода, альдегиды и кетоны. В основном, это газы или жидкости, хорошо растворимые в воде. т.е. в осадок они вроде бы не должны выпадать.
* КПД коллектора также снижается из-за большого количества газовых пузырьков (диаметром до нескольких миллиметров на верху 1-й и низу 2-й пленки), которые выделяются при нагреве воды (При нагреве уменьшается растворимость газов в воде). Интересно, что при расположении коллектора на земле на его 1-й пленке пузырьков практически нет (но они есть на низу 2-й)
* Под 2-й пленкой могут образовываться большие пузыри, а также воздух в складках. Эти участки быстро запотевают, и это уменьшает КПД.
* На краях коллектора 2-я пленка может не прилегать к воде: на таких участках низ запотевает и поэтому плохо пропускает солнечную радиацию.
* В 3-пленочных коллекторах могут быть запотевания низа 3-й пленки. Это случается при неправильной установке 2-й пленки (из-за чего пар из коллектора может проникать под 3-ю пленку) или из-за её повреждений. В таких случаях нужно устанавливать 3-ю пленку так, чтобы ветер слегка вентилировал пространство между нею и 3 слоем.

Загрязнение воды коллекторов из-за разложения полиэтиленовых пленок

Это разложение будет из-за одновременного воздействия кислорода воздуха, ультрафиолетовой солнечной радиации и температуры 50-60 град. Полиэтилен разлагается на альдегиды, кетоны, перекись водорода и др.
При нагреве в коллекторе каждого 1 куб. м воды его полиэтиленовые пленки будут выделять порядка 1 г продуктов разложения (На 1 кв. м коллектора приходится около 100 г 1-й и 2-й пленок, и за время своей службы они выделят, по очень приблизительным оценкам, около 10 г «продуктов разложения» и нагреют порядка 10 куб. м воды). Но непонятно, сколько из этих 1 мг/ литр перейдет в воду, а сколько улетит в атмосферу, выпадет в осадок на дне коллектора и бака горячей воды, перейдет в тот «белый налет» (о котором я говорил в предыдущем тексте), не выйдет за пределы массы полиэтилена
Кроме того, непонятно благоприятное влияние на очистку воды вследствие ее пребывания и нагрева в коллекторе (а там из нее выпадает очень много осадка), а также вследствие пребывания в баке горячей воды. Таким образом, по приблизительным оценкам, в воду поступит 0,1-0.5 мг / литр продуктов разложения полиэтилена, которые распределятся между десятками хим. веществ с концентрациями по 0.001-0,1 мг на литр нагреваемой воды. Поскольку это недалеко от ПДК вредных веществ, консультация с СЭС лишней не будет. Например, согласно стандарту ГН 2.1.5.689-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»:
– Есть ограничения по 13 шт. альдегидов – ПДК от 0,003 мг / литр до 1 мг / литр, например, ПДК формальдегида – 0.05 мг / литр, а самые жесткие требования к бензальдегиду – 0.003 мг / литр
– ПДК перекиси водорода – 0,1 мг / литр
– По 3 шт. экзотических кетонов тоже есть ограничения с ПДК 0,1-1,0 мг / литр

Выводы:

1) Если вода «застоялась» коллекторах, то концентрация «продуктов разложения» в ней будет в разы или десятки раз больше. Возможно, такую воду лучше выбрасывать.
2) Желательно использовать более тонкие пленки (они будут давать меньше «продуктов разложения»).
3) Пленки желательно как можно стабилизированные. Например, тепличная предпочтительнее обычной (не подкрашенной) полиэтиленовой, она стабилизируется против воздействия УФ-радиации. Другой пример: полиэтилен высокой плотности медленнее разлагается из-за высокой температуры, чем низкой плотности.
4) Отношение площади коллекторов к потребности объекта (в горячей воде) желательно как можно меньше. Т.е., например, при суточной потребности 10 куб. м горячей воды, станция с 50 кв.м. коллекторов дает загрязнение (концентрация вредных веществ) воды в десятки раз меньше, чем станция с 500 кв.м. коллекторов, в том числе и из-за более низкой температуры нагрева воды коллекторами, что уменьшает скорость разложения полиэтилена.
5) Если 2-я пленка коллекторов будет черная (а не прозрачная), то загрязнение воды должно быть в разы меньше (поскольку УФ-излучение проникает только в верхний слой 2-й пленки).
6) Можно подумать над таким вариантом работы солнечной станции, когда коллекторы нагревают
техническую воду, которая затем передает свое тепло через теплообменник чистой воде ГВС.

Какую лучше применять пленку для сбора солнечного тепла – черную или прозрачную ?

Оптический кпд заметно уменьшается из-за воздушных пузырьков и запотевания второго слоя пленки коллектора. это к тому, что кпд реально эксплуатируемого устройства по всему сроку эксплуатации окажется на несколько десятков процентов меньше. Поэтому не имеет смысла стремиться к дорогим пленкам с большой долговечностью, поскольку за несколько месяцев эксплуатации на них накопится столько грязи, что пленки захочется заменить. Из-за таких проблем с разнообразной грязью склоняемся к тому, что 2 пленка должна быть все таки непрозрачной, а черной.

У этого коллектора черная пленка и нет радикального уменьшения кпд из-за грязи. Но у него есть проблема – солнце нагревает только тонкий верхний слой воды. Тем не менее существует несколько вариантов решения проблемы, которые будут получены после исследований.

Важно иметь ввиду что ветер увеличивает коэффициент теплопотерь примитивных коллекторов, а в случае однопленочного это влияние ветра может быть радикальным, так как увеличиваются потери тепла из коллектора вследствие испарения воды и может дойти до того, что даже в идеально солнечный день, но при сильном ветре и низкой влажности 1-пленочный сможет нагреть воду только на несколько градусов выше температуры окружающего воздуха. Кроме этого коэффициент к1 нужно увеличить на несколько десятков процентов, если под коллектором нет теплоизоляции и он лежит непосредственно на земле, на поверхности крыши и тому подобное.

Во 2 серии этого фильма сравниваются примитивные и заводские коллекторы по темам работы зимой, простоте подключения, экономической целесообразности, областям применения на практике.

Обсуждение здесь.

Вторая часть (о работе зимой)

3, 4 серии (техобслуживание)

Другие ссылки:
– Конструкция и технология того сверх дешевого солнечного нагревателя:

– Эксперимент с заливкой воды в рукав полиэтиленовой пленки:

Солнечный водонагреватель «сделай сам»: полное руководство

Тем не менее, в прошлом солнечные системы горячего водоснабжения часто были неисправными, неэффективными и негерметичными, но, к счастью, отрасль выросла и стала зрелой.

Примечание: это сообщение может содержать партнерские ссылки. Это означает, что мы можем получить небольшую комиссию за совершенные покупки бесплатно для вас.

Сегодня у потребителей есть выбор между суперэффективными, профессионально установленными коллекторами, а также менее дорогостоящими солнечными водонагревателями, которые делают самостоятельно.

Бонус в том, что вам не нужно жертвовать удобством обычной системы горячего водоснабжения при установке солнечной системы отопления. Они просто предназначены для подключения к обычным электрическим или газовым водонагревателям.

Таким образом, вы можете наслаждаться удобством, преимуществами и экономией обоих вариантов. В следующем руководстве мы рассмотрим варианты солнечных водонагревателей своими руками и расскажем, почему вам стоит их рассмотреть.

Как работает солнечный водонагреватель?

Солнечный водонагреватель работает за счет поглощения света.В конечном итоге свет поглощается коллектором, установленным на крыше, и в конечном итоге преобразует солнечный свет в тепло.

Это тепло затем передается в резервуар для воды с помощью циркуляционного насоса. Тогда обмен запускается регулятором, но только тогда, когда коллектор горячее, чем вода в баке.

Это предотвращает ненужное потребление электроэнергии циркуляционным насосом . Это также предотвращает перегрев. Летом, в полдень, когда небо безоблачно, эффективность коллектива достигает максимума.

Кроме того, они также хорошо себя чувствуют, когда коллекторы обращены на юг. Когда солнечного света недостаточно, вода предварительно нагревается, и срабатывает резервная система, которая доводит воду до требуемой температуры.

Система в конечном итоге используется для производства горячей воды постоянной температуры в течение всего года без выбросов CO2. Вы обнаружите, что солнечные водонагреватели обычно описываются в соответствии с типом соединителя и циркуляционной системой, которую они используют.

Работают ли солнечные водонагреватели зимой или осенью?

Многие люди, которые раньше не использовали солнечные водонагревательные системы, часто задаются вопросом, можно ли их использовать ночью, зимой и осенью.

Как и все в жизни, есть свои достоинства и недостатки. Давайте подробнее рассмотрим, как работает ваша солнечная водонагревательная система зимой и осенью.

Даже при низких температурах на улице зимой это не должно повлиять на работу солнечного водонагревателя. Это связано с тем, что при хорошей теплоизоляции солнце все еще сможет нагревать воду даже в зимние месяцы.

Это связано с тем, что резервуар для горячей воды нагревается за счет солнечной энергии, которая проходит через стекло и нагревает помещения, даже если наружная температура значительно ниже точки замерзания.

Следовательно, хорошая изоляция может обеспечить лишь небольшую потерю тепла.

Однако рассеянный солнечный свет, который часто бывает в пасмурные дни, снижает тепловую мощность большинства солнечных водонагревателей. Таким образом, не существует специальной технологии, позволяющей отводить больше тепла от солнечных лучей к коллектору.

Однако, вы можете увеличить количество света, попадающего в нужную область , используя зеркала, такие как вогнутые, чтобы можно было оптимизировать несколько часов прямого солнечного света.

Однако в конечном итоге качество изоляции и количество тепла, которое может удерживаться в системе без потерь в окружающей среде, — все это факторы, которые играют роль в том, как ваш солнечный водонагреватель будет работать в эти холодные месяцы.

Реальность такова, что солнечных водонагревателя не производят столько горячей воды зимой . Тем не менее, солнечные водонагревательные системы, которые устанавливаются зимой, будут иметь защиту от замерзания, и тогда снег будет таять с вашего солнечного водонагревательного коллектора, прежде чем он соскользнет с вашей крыши.

Солнечная система нагрева воды может быть эффективной благодаря достаточной изоляции.

Итак, в конечном итоге, как мы упоминали ранее, технология радиаторной жидкости будет применяться в более холодные дни.

В системе используется радиатор с жидким катализатором, который нагревается солнечной энергией, а затем перекачивается в резервуар теплообмена. Теплообменный бак обменивается теплом жидкости с водой в накопительном баке.

Жидкость радиатора следует проверять перед зимними месяцами.Следовательно, вакуумные лампы , производимые некоторыми мелкими производителями, могут быть низкого качества и приводить к низкому тепловому КПД производства горячей воды.

С другой стороны, если установка антифриза слабая, она ослабляет изоляционный эффект, делая его неэффективным. Следовательно, ему будет трудно поддерживать горячую воду в тепле. Также, если трубопровод промерз, циркуляция горячей воды не будет плавной или нагрета лишь частично.

В конечном итоге, если у вас хорошая изоляция, солнечный свет сможет хорошо нагреть воду в системе солнечного водонагревателя.

Когда дело доходит до температуры ниже точки замерзания, вы должны помнить, что солнечные водонагреватели не разработаны и не предназначены для полной замены вашего водонагревателя. Типичный солнечный водонагреватель сможет нагреть от 60 до 80% воды, которую вы используете в течение года.

Таким образом, с апреля по сентябрь почти вся горячая вода будет подогреваться солнечными батареями. Зимой, однако, процент горячей воды будет примерно от 10 до 20% из-за более коротких дней и из-за более слабого солнца в декабре.

Таким образом, 99% солнечных водонагревателей, установленных в США, подключены к резервному обычному водонагревателю, и ваши потребности в воде будут удовлетворяться даже в более холодные месяцы, такие как январь.

Что вам нужно, чтобы сделать свой собственный солнечный водонагреватель

Вот инструменты, которые вам понадобятся, чтобы сделать собственный солнечный водонагреватель:

Сверла и сверла

Регулируемый сверлильный станок работает лучше всего. Выберите тот, который подходит для дерева, пластика и металла.

Сверла Форстнера

Это оборудование используется для сверления отверстий в металле и пластике. Его также можно использовать для сверления отверстий в резервуарах для хранения, а также для сверления отверстий для входных и выходных труб и т. Д.

Набор отверток

Вам понадобится набор отверток с различными типами отверток, например, медленный, звездообразный, крестообразный и т. д. Отвертка быстрая и удобная в использовании с электродрелью.

Зажимы под прямым углом

Необязательно; тем не менее, они очень полезны для облегчения углов 90 ° без необходимости держать все это вместе руками.

Пила

Когда дело доходит до выбора пилы, подойдет простая, работающая с деревом и металлом, в качестве альтернативы, чтобы упростить задачу, вы можете выбрать циркулярную электрическую пилу при резке металла и / или вставить желаемый угол.

Ножницы для металлических листов

Предназначены для резки листового металла, например алюминия.

Резак для медных труб

Используется для резки медных труб. При использовании резака для труб возьмитесь за медную трубку и зажмите резак вокруг трубы, которую хотите разрезать.

После этого вращайте резак вокруг трубы, слегка затягивая ручку на каждом обороте, чтобы увеличить давление отрезного круга на трубу. Вы можете найти заусенцы на кромке среза трубы после того, как сделаете разрез, и чтобы удалить это, вам понадобится небольшой напильник или инструмент для заусенцев.

Кисти

Кисти будут использоваться для нанесения краски на медные трубы, внутренние стенки коллектора, а также на пластину абсорбера. Будьте готовы к этому шагу, потому что вам может потребоваться больше слоев, прежде чем будет покрыт весь абсорбер.

Горелка и паяльное оборудование

Используется для спайки медных трубок вместе. Он включает горелку и паяльное оборудование, включая флюс для паяльной пасты.

Силиконовый пистолет

Он будет использоваться для герметизации солнечного коллектора. Применяется между металлическим профилем, деревом, а также солнечным стеклом и т. Д.

Оборудование для сварки труб PP – R

Обозначает случайный сополимер полипропилена, который является наиболее надежным в водопроводных и водопроводных установках.Они также используются организациями здравоохранения из-за химических свойств и сварки плавлением. Чтобы трубы расплавились, необходимо тепло.

Инструмент для гибки медных труб

Инструмент для гибки медных труб используется, если медные трубки в солнечных коллекторах сделаны из одной медной трубки. Затем медная труба изгибается в форме меандра.

Ножницы

При работе с трубами PP-R вам понадобятся специальные ножницы, которые используются для резки труб.

Стандартные инструменты

Потребуется набор инструментов из вашего стандартного арсенала инструментов, включая металлические и пластиковые молотки, измерительное оборудование, счетчики, скальпель, гаечный ключ, а также различные типы зажимов и т. Д.

Защитное оборудование

Используется на всех этапах, особенно при резке металла дисковой пилой, работе с сверлами, баннерами и т. Д.

Материалы, которые вам понадобятся для создания солнечного водонагревателя, включают:

Обработанные деревянные доски
Прозрачное покровное стекло
Алюминиевый лист
Алюминиевый L-профиль
Алюминиевая фольга
Медные трубки
Изоляционный материал
Бочки для хранения горячей воды
Матовая краска для стекла
Силикон
Различные типы переходников, резиновых уплотнений и клапанов
Резьба al paper
PP-R трубы
Лента и пластиковая пленка

Шаги по созданию солнечного водонагревателя

Шаг 1

Первый шаг к созданию солнечного водонагревателя — спроектировать и построить деревянный каркас для солнечного бака.Одна сторона коробки должна быть наклонной, чтобы остекление лучше выдерживало солнечные лучи.

Шаг 2

На этом этапе вам нужно построить стены или боковые стороны корпуса обогревателя из фанеры. Внутренняя часть коробки должна быть покрыта такими материалами, как пенопласт, алюминий или изоляция из стекловолокна.

Step 3

Здесь вам нужно выяснить, где будет проложена сантехника, прежде чем строить коробку обогревателя. Также необходимо знать, где будет располагаться обозначенное отверстие для входящей воды и выходных труб.

Также помните, как он будет подключен к системе отопления и водопроводу.

Step 4

Чтобы сделать ваш солнечный обогреватель «сделай сам» более эффективным, вам необходимо изолировать трубы, чтобы уменьшить потери тепла и энергии.

Шаг 5

Последний шаг — закрыть коробку. На этом этапе есть несколько вариантов, которые эффективны для остекления, например стекловолокно, закаленное стекло и акрил.

В конечном итоге, основная идея состоит в том, чтобы увеличить количество солнечного тепла через укрытие и одновременно уменьшить потери тепла.Закаленное стекло — довольно популярный вариант из-за идеальных для этой цели характеристик.

Шаг 6

Этот шаг включает определение эффективности системы и проработку этих деталей. Если вы используете старый электрический обогреватель, вам необходимо снять внешнюю оболочку и изоляцию, избавиться от старой трубопроводной арматуры, а также проверить внутреннюю часть на наличие отложений.

При необходимости очистите бак. Чтобы увеличить поглощение тепла, вам необходимо покрасить резервуар в черный цвет.

На этом этапе вам также необходимо установить трубопроводную арматуру, сливной клапан и клапан сброса давления.

Герметизируйте все открытые поверхности, пропустив силикон вдоль стыков и соединений, установите соединители для концентрации солнечного света, включая изоляцию или ставни наверху для защиты от потери тепла, и ваш самодельный солнечный водонагреватель готов к использованию.

Как установить солнечный водонагреватель «сделай сам»?

По сути, вы будете циркулировать воду, нагретую солнечными батареями, по непрерывному водопроводу, идущему от панелей на крыше до теплообменника.

Это должно быть сделано с помощью насоса и снова обратно к панелям. Теплообменник представляет собой резервуар внутри резервуара, который передает тепла циркуляционной воды примерно 140 ° F в охлаждающий резервуар подачи, окружающий его.

Фитинги, вставленные в этот резервуар, позволяют разместить его на линии между городским источником воды или колодцем, из которого питается ваш дом, и входной трубой холодной воды в ваш электрический или газовый водонагреватель.

Тем не менее, мы рекомендуем, если вы мало разбираетесь в сантехнике, то вам следует в основном получить совет от сантехника или даже нанять профессионального сантехника, который выполнит установку за вас.Это гарантирует, что все будет сделано правильно.

Могу ли я подключить солнечный водонагреватель к водонагревателю?

Да, действительно можно подключить солнечный водонагреватель к резервуару для горячей воды. По сути, вам необходимо настроить такую систему для пополнения вашей горячей воды путем направления холодной воды из бака водонагревателя.

Лучше всего работает в умеренном климате, потому что тепло обязательно должно исходить от труб, когда на улице холодно.

Могу ли я подключить солнечный водонагреватель к моей системе центрального отопления?

Да, солнечные водонагревательные системы используют солнечное излучение для нагрева воды в панели, которая часто находится на крыше, которая, в свою очередь, обеспечивает тепло в виде горячей воды или может быть подключена к системе центрального отопления. .

В конечном итоге он будет вырабатывать электричество, которое можно использовать для питания солнечного нагревательного насоса.

Заключение

Солнечные водонагревательные системы — один из лучших способов снизить затраты на электроэнергию, связанную с нагревом воды. Это особенно важно при использовании электричества для нагрева воды дома, что является одним из самых дорогих способов сделать это.

При использовании солнечной энергии энергия солнца используется для нагрева воды, которая накапливается в резервуаре для горячей воды и потребляется зимой.Однако в конечном итоге это один из лучших способов сократить количество денег, которые вы тратите на счета за электроэнергию, и снизить выбросы углекислого газа на Земле.

Солнечная система двойного назначения | НОВОСТИ МАТЕРИ ЗЕМЛИ

Этот простой солнечный водонагреватель обеспечивает как горячее водоснабжение, так и обогрев помещений. Вы можете отрегулировать размер и дизайн в соответствии с потребностями вашего дома. Вы найдете почти все материалы в местном магазине скобяных товаров или пиломатериалов, и чтобы его построить, вам понадобятся лишь базовые навыки плотницкого дела и небольшое ноу-хау слесаря.Удивительно, но стоимость этой системы «сделай сам» составляет примерно одну восьмую того, что вы заплатили бы за эквивалентную коммерческую систему!

Как это работает

Система забирает воду из нижней части резервуара для хранения солнечного тепла и прокачивает ее через коллектор, где она нагревается солнцем, а затем обратно в резервуар. Это продолжается до тех пор, пока на коллекторе светит солнце. Стандартный контроллер контролирует температуру коллектора и резервуара и включает насос только в том случае, если коллектор горячее, чем резервуар.Когда насос выключен, вода стекает из коллектора обратно в бак. Этот тип системы «обратного слива» особенно полезен в холодном климате, поскольку он предотвращает замерзание воды внутри коллекторов.

Вода предварительно нагревается за один проход через большой змеевик трубы PEX, погруженный в резервуар для хранения солнечной энергии. Затем предварительно нагретая вода поступает в ваш обычный резервуар для горячей воды. Эта простая однопроходная система работает хорошо, потому что змеевик из PEX-трубы достаточно велик, чтобы удерживать довольно много предварительно нагретой воды прямо в змеевике, и имеет такую большую площадь поверхности, что он действует как хороший теплообменник после первоначальной подачи горячей воды из змеевика. катушка разряжена.Вода в баке используется исключительно для хранения тепла — она не является частью системы питьевого водоснабжения.

Система напольного отопления перекачивает воду из верхней части резервуара через излучающие контуры пола, а затем обратно на дно резервуара. Система управления контролирует температуру в помещении и температуру резервуара и включает насос только в том случае, если в помещении холодно, а резервуар горячий. Система управления состоит из двух стандартных термостатов.

Ключевой особенностью этой конструкции является то, что резервуар для хранения не находится под давлением.Это дает вам большой объем хранения при невысокой стоимости, а также устраняет необходимость в отдельном сливном баке и теплообменнике.

Моя цель с этим солнечным водонагревателем и обогревателем заключалась в том, чтобы создать конструкцию, которая была бы простой, недорогой, долговечной, надежной, не требующей особого обслуживания и максимально простой в сборке. За последние пять лет дизайн прошел несколько версий с большим количеством отзывов от первых разработчиков, и я думаю, что вместе мы добились хорошего прогресса в достижении этих целей.Я надеюсь, что вы найдете это интересным и полезным проектом.

Строительство коллекционера

Поглотитель начинается с набора вертикальных медных стояков, расположенных на расстоянии около 6 дюймов друг от друга. Я закрепил окрашенные в черный цвет алюминиевые ребра на стояках, чтобы поглощать солнечное излучение и передавать солнечное тепло в стояки. Ребра имеют желобки, чтобы плотно прилегать к стояку для хорошего теплового соединения. Ребра абсорбера могут быть изготовлены из местного алюминиевого листа, или вы можете приобрести их уже с рифлеными отверстиями и готовыми к защелкиванию на стояках.Одним из источников этих ребер являются алюминиевые поглотители солнечной энергии.

Подъемные трубы соединяются с медными коллекторами в верхней и нижней части коллектора. Нижний коллектор забирает воду из резервуара и равномерно распределяет ее по стоякам, а верхний коллектор собирает нагретую воду из стояков для возврата в резервуар.

Полудюймовые стояки соединяются с коллекторами на три четверти дюйма с помощью медных тройников. Если вы чувствуете себя немного напуганным пайкой, не делайте этого — с хорошей очисткой и флюсованием, пайка — кусок пирога.

Каркас коллектора изготовлен из обычного бруса 2х6, прикрепленного к стене дома саморезами. Рама для всего коллектора строится как единое целое прямо на стене, что позволяет избежать работы по подключению нескольких коллекторов. Приложенный к стене слой полиизоциануратного утеплителя отделяет поглотитель от сайдинга дома. Обязательно используйте жесткую изоляционную плиту из полиизо. Если вы используете синюю, розовую или белую изоляционную плиту из полистирола, она расплавится — поверьте мне. Полиизо немного сложнее найти, но он есть на большинстве лесных складов.

Одна из приятных особенностей создания собственного коллектора заключается в том, что вы можете сделать его точно такого размера, который соответствует имеющемуся у вас месту. В моем случае это дало мне примерно на 50 процентов больше площади, чем могли бы позволить коммерческие солнечные коллекторы стандартного размера.

Остекление коллектора — двустенный поликарбонат, тот же материал, который используется для остекления большинства теплиц. Это привлекательный материал, с которым легко работать и легко найти. Кроме того, двойное остекление снижает потери тепла из поглотителя и приводит к повышению эффективности коллектора, особенно в холодном климате.Декоративная планка остекления и планки колпачка изготовлены из «дерева» ПВХ, поэтому не требуют особого ухода и имеют красивый внешний вид.

Поскольку это система обратного слива, все трубопроводы от накопительного бака до коллектора должны иметь уклон в сторону бака, чтобы он сливался при отключении насоса.

Резервуар для хранения воды

В одном большом баке без давления хранится вода, нагретая солнечными батареями, как для воды, так и для отопления помещений. Резервуар представляет собой хорошо изолированный фанерный ящик, облицованный водонепроницаемой резиновой прокладкой из EPDM (обычно используется для облицовки кровли или водоемов).

Бак, который я построил для этой солнечной водонагревательной системы, вмещает 164 галлона воды. Фанера обрамлена тщательно спроектированной рамой 2 на 4, устойчивой к водным нагрузкам. Этот тип танка был разработан еще в 1980-х годах и зарекомендовал себя как долгий срок службы и низкие эксплуатационные расходы. Футеровка из EPDM, вероятно, прослужит 15 лет (некоторые могут прослужить до 30 лет), после чего футеровку можно будет относительно легко заменить без замены всего резервуара.

После того, как резервуар для резервуара построен, его внутренняя часть покрывается 2-дюймовым изоляционным слоем из жесткого пенопласта из полиизоцианурата, после чего устанавливается цельный кусок футеровки из каучука EPDM.Он завершается изолированной крышкой, также покрытой EPDM. Все соединения водопровода с резервуаром находятся в верхней части резервуара, поэтому никаких прокладок футеровки ниже ватерлинии не требуется. Я добавил второй слой изоляции снаружи резервуара, чтобы еще больше уменьшить потери тепла.

Бытовая вода нагревается за один проход через погруженный 300-футовый змеевик диаметром 1 дюйм из полиэтилена PEX. Змеевик из PEX-трубы вмещает около 10 галлонов воды, которая всегда полностью нагрета до температуры резервуара. После того, как начальные 10 галлонов израсходованы, змеевик PEX действует как теплообменник, нагревая проходящую через него холодную воду.Хотя PEX не обладает высокой проводимостью и обычно не является первым выбором для теплообменника, большой змеевик имеет такую большую площадь поверхности (90 квадратных футов), что на самом деле вполне подходит для этой цели. Подключения бытовой воды к змеевику PEX выполняются вне резервуара, поэтому питьевая вода проходит через резервуар одним непрерывным путем без фитингов внутри резервуара, что снижает вероятность утечек.

Теплый пол

Система лучистого теплого пола состоит из петель из полудюймовой трубы PEX, прикрепленных скобами к основанию пола.Насос перекачивает горячую воду из верхней части солнечного бака через петли пола и обратно в нижнюю часть бака. Здесь нет теплообменников, расширительных баков или антифриза — только патрубки и помпа. Я использовал пластины теплораспределителя, чтобы более эффективно передавать тепло от PEX в пол, и поместил их под теплый пол, чтобы стимулировать восходящий путь тепла. Если в вашем доме невозможно водяное отопление пола, вы также можете использовать водяные радиаторы для плинтусов.

Регулятор лучистого теплого пола состоит из двух термостатов, соединенных последовательно для включения мощности циркуляционного насоса.Первый термостат измеряет температуру в помещении и включается, если в помещении ниже заданной температуры. Второй термостат измеряет температуру в резервуаре и срабатывает, когда в резервуаре выше установленная температура. Когда оба термостата включены, активируется насос, который будет направлять горячую воду из бака через контуры пола.

Производительность и стоимость

Я предполагаю, что для большинства семей в большинстве мест эта система будет обеспечивать почти 100 процентов их потребностей в нагреве воды для бытовых нужд (хотя эта эффективность может снизиться, если вы решите оптимизировать систему для отопления помещений).Подсчитать, сколько тепла он может произвести, намного сложнее, потому что существует очень много переменных. На своем веб-сайте Build It Solar я подробно рассказываю, как рассчитать эту цифру для отдельных домов. Коллектор площадью 100 квадратных футов в моей системе близок к минимальному размеру, который я рекомендовал бы для комбинированного отопления помещений и нагрева воды, и хотя он обеспечит некоторое полезное отопление помещения и хорошее нагревание воды для бытовых нужд, он не приведет к реальному снижению вашего счета за отопление на единицу. крупная фракция. Для большего воздействия на отопление помещения сделайте коллектор большего размера и соответственно увеличьте размер резервуара.В большинстве случаев это будет практичный и экономичный вариант. Единственная причина, по которой коллектор не больше в моей системе, заключается в том, что у меня не хватало места на стене.

Солнечный водонагреватель, показанный на фотографиях, стоит немногим больше 2000 долларов с солнечным коллектором площадью 100 квадратных футов. Удвоение размера коллектора, что значительно улучшило бы его обогревательные характеристики, повысило бы стоимость примерно до 3000 долларов.

Срок окупаемости солнечного водонагревателя в большинстве случаев составляет около трех лет (разбивку затрат см. В нашей таблице).Срок окупаемости отопления оценить сложнее, но, вероятно, он немного больше. Кроме того, в этом списке нет скидок, которые могут еще больше снизить стоимость вашей системы.

Вы можете упростить систему, сделав только солнечный водонагреватель, уменьшив размеры коллектора и резервуара и убрав компоненты излучающего теплого пола. Фактически, эта система произошла от более ранней конструкции, предназначенной только для нагрева воды. Также неплохо было бы немного наклонить коллектор, чтобы улучшить его круглогодичные характеристики.Эти изменения могут сделать простую солнечную систему нагрева воды, которая стоит около 1000 долларов и обычно окупается менее чем за три года. Точно так же вы можете изменить систему, чтобы она обеспечивала только солнечное отопление, а не горячее водоснабжение.

Самодельные коллекторы можно заменить коммерческими коллекторами. Это увеличивает стоимость системы, но также позволяет ей претендовать на получение федерального налогового кредита, который частично компенсирует увеличение стоимости.

Вы можете найти гораздо больше информации о том, как построить эту систему, на Build It Solar.Если вы столкнетесь с трудностями или у вас есть предложения по дальнейшему улучшению, свяжитесь с автором по адресу [email protected].

Подробнее: Узнайте, сколько стоит проект Gary’s Montana, и определите, сколько он может стоить для вас, с помощью анализа затрат на солнечную систему водяного отопления «сделай сам».

Первоначально опубликовано: февраль / март 2012 г.

Самодельные солнечные водонагреватели | HowStuffWorks

Создание солнечного водонагревателя не для новичков.Требуется установка труб, стекла и, желательно, утеплителя. Но для тех, кто занимается своими руками, это идеальный проект для экономии денег и сохранения планеты. Вы можете построить водонагреватель периодического действия менее чем за 100 долларов.

Нагреватель периодического действия также называется интегрированным пассивным солнечным водонагревателем — «интегральным», потому что солнечный коллектор и накопительный бак объединены. Это самая простая система, которую можно построить дома, и на самом деле для нее требуется всего несколько основных частей. (Это всего лишь краткий обзор; полные инструкции см. На боковой панели «Сделай сам».)

Бак электрического водонагревателя (используется нормально, если он в хорошем состоянии)
Черная краска
Фанерный ящик (достаточно большой, чтобы вместить бак)
Листы стекла
Откидная крышка для ящика ( для уменьшения охлаждения в ночное время)
Изоляционный материал
Трубы / фитинги
Крепления (для крыши, стороны дома или уровня земли)

Конструкция довольно проста:

Покрасьте резервуар для воды в черный цвет.
Прикрепите стекло к верхней части коробки.
Изолируйте коробку и дополнительную крышку и вырежьте в ней отверстия для впускных и выпускных труб.
Закрепите резервуар для воды внутри коробки.
Направьте входящую холодную воду на дно резервуара, а выходящую горячую воду из верхней части резервуара в резервуар водонагревателя дома
Установите устройство в желаемом месте (крыша обычно лучше всего подходит для пребывания на солнце).

Хотя построить водонагреватель довольно просто, необходимо учитывать и другие факторы.Вы должны определить лучшее место для обогревателя, чтобы он подвергался наибольшему воздействию солнечного света в день, что может потребовать некоторых расчетов. Вам также необходимо убедиться, что идеальное место выдержит вес установки. И, как и в случае с любым другим водонагревателем, вам нужно выяснить, какой размер резервуара вам нужен, чтобы в итоге у вас не закончилась горячая вода в середине вашего душа, и определить, сколько площади поверхности остекления вам нужно, чтобы нагреть его. объем воды.

Если вам неудобно делать эти определения, вы можете выложить деньги на профессионально построенную установку.

В любом случае, у солнечных водонагревателей есть несколько общих плюсов и минусов. Начнем с положительной стороны.

Строительство солнечного коллектора своими руками 101

Что мне нужно, чтобы проложить траншею для моего коллектора и что нужно быть в канале?

Копаете ли вы просто вниз на 8 дюймов и использовать гликоль для защиты от замерзания, или вы планируете копайте ниже линии заморозков, вы должны тщательно обдумать, что закапывать. Как только он будет похоронен, вы не захотите снова его выкопать!

Один подросток и один взрослый вырыл и засыпал эту траншею глубиной 8 дюймов и 100 футов вручную за один уик-энд.

Вот список того, что входит в 4-дюймовую канализационную трубу из ПВХ. трубопровода:

— 2 ряда 1/2 «Pex-Al-Pex (обернутые изоляцией)
— 6 ниток провода динамика 22 калибра (5 для сращивания проводных термометров) и 1 для датчика дифференциального регулятора)
— 1 прядь электропровода (я поставил наружную электрическую розетку на одну панельных столбов, которые были пригодится на этапе строительства)
— 1 кабель коаксиального кабеля LMR 400 (ничего общего с солнечной батареей, но я Радиолюбитель, и это была отличная возможность получить еще одну серию коаксиального кабеля. обратно в лес).

Если бы мне пришлось делать это снова, я бы поставил 3/4 дюйма pex для лучшего потока.

Как установить термометры для контроля температуры при различных баллы в моей системе?

Независимо от типа солнечной коллекторы, которые мы строим, нам всем нужны датчики температуры, чтобы контролировать, насколько хорошо они работают. Имея несколько датчиков на пути движения вашей жидкости / по воздушному маршруту, вы можете точно определить эффективность работы вашего сборщика (ов), как сколько тепла вы теряете на выходе из коллектора и насколько хорошо ваше тепло передаточная катушка работает.Изолируя производительность коллектора без других влияний мы можем гораздо лучше сравнить, насколько хорошо разные конструкции коллектора работают, а также точно определяют эффекты любых изменений, которые мы вносим в наши системы. Вдобавок ко всему это очень круто и очень весело показать своим друзьям все бесплатное тепло, которое вы улавливаете!

Вот дисплей у меня вдоль моего стола, чтобы я мог контролировать несколько точек температуры в моей системе кратко:

Я рассматривает возможность создания рамы для размещения дисплеев.

Было необычно пасмурно. почти всю неделю, поэтому показания ниже нормы. Чтение белые термометры слева направо:

1. Температура резервуара (200 галлон) уже выросла с 66 до 81,5 по состоянию на 10:46.

2. (термометр в форме яйца) жидкость вход в первый коллектор 8 ‘X 8’ составляет 81,3 (минимальные потери при проезде через 100 футов)

3. Жидкость, выходящая из первого коллектора / входящая в коллектор pex 92,3

4.Жидкость, выходящая из коллектора pex, составляет 121,1

5. Внутренний pex температура коллектора> 160.

Итак, мой общий рост температуры с два коллектора вместе взятых составляет около 40 градусов.

Установка датчиков температуры это легко. Поскольку большинство отслеживаемых нами точек находятся на большом расстоянии, мы должны удлинить провод от градусника до датчика. В то время как может возникнуть соблазн приобрести беспроводные термометры, я рекомендую использовать проводные маршрут. Вы не захотите выходить в разгар зимы, чтобы переодеться батареи.Кроме того, вы захотите контролировать несколько точек и беспроводной термометры могут мешать друг другу.

Любой недорогой проводной термометр. буду работать. Есть много на выбор до 10 долларов. Они доступны в Target, Walmart, Home Depot и т. д. Вы также можете заказать их онлайн здесь: http://www.partshelf.com/wired-indoor-outdoor-thermometer.html

Вот шаги для установки ваши датчики температуры:

1. Проведите провод, такой как провод динамика 22 калибра, от места вашего дисплея до места, где вы планируете прикрепить датчик.Если вам нужно много проводов, с небольшим количеством очков вы можете найти 1000 фут-роллов онлайн за 40-60 долларов.

я в мой 100-футовый заглубленный 4-дюймовый канализационный канал из ПВХ включал шесть прядей проволоки.

2. Покупка ваши наружные проводные термометры.

3. Обрежьте провод. от градусника до датчика:

5. Полоса концы:

6. Повторите обработать проводом динамика и скрутить концы вместе:

7.Если ты действительно предпочел бы не паять, вы всегда можете просто накрутить гайки для проводов и перейти к шаг 10. В противном случае держите пайку гладить проволоку так, чтобы она стала достаточно горячей, чтобы принять припой. Если ты никогда не припаял провод раньше, не волнуйтесь, это просто.

8. Коснитесь своего припаяйте к проводу, а не к кончику утюга. Эти провода маленькие, нагреваются быстро и очень легко паяются. На провод потечет припой:

9.Обернуть изолента:

10. Принять решение место, которое вы хотите контролировать, снимите изоляцию и заклейте датчик против вашей трубы с изолентой:

11. Крышка с изоляцию и обмотайте изоляцию изолентой, чтобы скрепить ее:

12. Повторите шаги 5–9, чтобы подсоединить конец провода датчика к другому концу провода динамика.

Какой простой и недорогой способ убедиться, что моя система никогда не нагнетает давление?

Если установить система обратного слива, при которой вода стекает обратно в термальный резервуар для хранения, который не является воздухонепроницаемым (большинство из них нет), ваша система никогда не будет создавайте давление, и вам не о чем беспокоиться.На с другой стороны, если у вас есть система, в которой используется теплообменник, и не место для жидкости расширяться при нагревании, будут некоторые повышение давления.

Вы легко можете приспособиться к этому двумя способами. Самый обычный подход — использовать расширительный бачок. Я начал с одного такого:

Единственная беда с расширительным бачком то, что я не мог видеть или контролировать свой расход и то, что происходило с моей системой. В качестве альтернативы я придумал это подход; который стоит столько же, сколько старая банка для чая со льдом, гарантирует, что ваша система никогда не будет повышать давление и, как дополнительное преимущество, удаляет воздух, который может найти свой путь в вашу систему:

Здесь pex трубка, питающая насос (за сосудом), откачивает воду из емкости.Жидкость возвращается после того, как он прошел через змеевик в резервуаре для хранения тепла, опорожняется обратно в банку. Важно, чтобы оба конца Pex оставались внизу. уровень воды или часть вашей жидкости могут вытечь обратно и перетечь через банку когда насос отключается. Моя банка находится примерно в самой низкой точке в системе, но работает нормально.

Мониторинг ваша скорость потока легкая. Пока ваш насос работает, просто потяните за возвратный трубку pex из банки и время, необходимое для наполнения небольшого стакана.

Я пользуюсь этот подход с августа 2009 года, и он работает нормально. Я слежу от объема в банке, который колеблется в зависимости от температуры, но редко требует долива.

Как сделать свой собственный солнечный водонагреватель

Отопление воды для наших домов — один из самых больших источников энергии, но для тех, кто принял холодный душ в холодный день, горячая вода не подлежит обсуждению.Это жертва, на которую не готовы пойти даже самые зеленые из зеленых людей. К счастью для них (и для всей планеты), проявив немного предусмотрительности и изобретательности, можно создать водонагреватель, работающий только на солнце.

С таким же успехом мы можем признать, что большинство из нас не собираются перепрофилировать свои дома, чтобы они работали на горячей воде, вырабатываемой солнечными батареями, что вполне понятно. Однако это не значит, что эта информация неприменима к вам. Душ на открытом воздухе в японском стиле стал настоящей модой, и это может быть прекрасной возможностью опробовать солнечный водонагреватель.

Душ под открытым небом — еще один отличный способ насладиться природой. С практической точки зрения, они хороши для уборки после грязного рабочего дня, не отслеживая это по всему дому. Кроме того, для тех, кто использует биоразлагаемое мыло и шампуни, воду можно слить прямо в сад или лесной лес.

Как это работает

Flickr

Основная конструкция солнечных водонагревателей заключается в установке трубок в изолированном ящике.Солнце нагревает воду внутри трубок, а изоляция сохраняет ее горячей — иногда даже очень — до тех пор, пока она не выйдет из крана. Очевидно, что, как и солнечная энергия, этим системам действительно требуется немного солнечного света, чтобы волшебство произошло, но некоторые конструкции, такие как вакуумные трубчатые коллекторы, как сообщается, работают в пасмурную погоду и при температурах ниже нуля. В этом смысле солнечное излучение просто волшебно.

Простой и дешевый способ

Flickr

Для тех, кто просто хочет поэкспериментировать с солнечным нагревом воды, есть очень недорогой и удивительно эффективный способ сделать это.Налейте воду в прозрачный или черный пластиковый пакет (удобный резервуар или пятигаллонное ведро было бы более надежным способом сделать это) и поставьте его на солнце. Примерно через час вода нагреется, и даже в относительно прохладные дни она будет достаточно теплой, чтобы принять приятный душ.

Что вам понадобится для создания собственного

Flickr

В то время как дешевый и простой способ может работать для развлечения или для кемпинга, большинство из нас — если мы устанавливаем уличный душ в нашем саду — будут искать что-то более существенное и постоянное.Вот тут-то и пригодится коробочная работа. И вот что вам понадобится.

Все начинается с деревянного ящика. Что-то около четырех на шесть футов должно работать нормально (размер можно регулировать в зависимости от имеющихся материалов), и для этого потребуется доска для задней части, два на четыре в качестве боковых сторон и стекло для покрытия верхней части (ищите использованные материалы). окон и при необходимости закройте их парой отдельных стекол). Черные трубки подойдут, но медные — лучший вариант для передачи и удержания тепла от солнца к воде.Внутри коробки потребуется черная краска и, возможно, (для роскошной модели) медная пластина. Далее, это просто фитинги для подсоединения водопроводной трубы к водонагревателю и выходу из него, и в нем должен быть водосборник (или большое ведро), ведущее в обогреватель, и резервуар (пять галлонов или более), содержащий нагретую воду.

Как построить солнечный водонагреватель

Pixabay

Коробку очень легко собрать.

Просто прикрутите два на четыре по краям щита так, чтобы они образовали стороны.Если вы отказались от медной пластины, установите ее на внутренней стороне задней панели. Если нет, просто переходите непосредственно к покраске внутренней части коробки в черный цвет.
Установите впускной и выпускной фитинги в коробку и подсоедините медный змеевик (он тоже должен быть окрашен в черный цвет) или черную пластиковую трубку. Примерно 50 футов ¾ ”трубопровода должны работать, но поставьте как можно больше или это доступно по цене.
Перед тем как опломбировать коробку, подключите к ней воду и проверьте, нет ли утечек.
Затем установите стеклянную крышку.Резервуар для подачи горячей воды должен быть ниже резервуара для горячей воды, а резервуар для горячей воды должен быть выше водонагревателя, питающего насадку для душа.

Ящик должен находиться в солнечном месте, чтобы максимальное количество солнца было доступно, когда ящик повернут на юг (если вы находитесь в северном полушарии). Подумайте об использовании коробки в качестве крыши для душа или, возможно, в качестве места для переодевания под навесом. В действительно солнечных местах нередко требуется водопровод для холодной воды, чтобы уравновесить температуру воды.

Если вам нравится этот проект, посмотрите, как построить солнечный осушитель.

Источник ведущего изображения: Брайан Ховард / Flickr

Солнечный водонагреватель «Сделай сам»

НУЖЕН СПОСОБ ДОБАВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ В ВАШ НЕОБХОДИМЫЙ ДОМ?

Это не ваш быстрый 6-минутный повторный нагрев, а тот, который при достаточном времени может обеспечить достаточно горячей воды для приятного душа на открытом воздухе.

Сколько времени это займет, в некоторой степени зависит от сезона и климата.Всегда рекомендуется изолировать обогреватель, чтобы поддерживать тепло.

Плохая новость в том, что это хороший друг водонагревателя. Поскольку система фактически основана на воде, ее необходимо сливать, когда становится холодно.

Но хорошая горячая ванна дает хороший звук при работе в автономном режиме. Готовый? Шаги по созданию водонагревателя на солнечной энергии:

Это очень простая конструкция солнечного водонагревателя периодического действия, в котором используется термосифонная петля для перемещения воды между солнечным тепловым коллектором и резервуаром для хранения воды.

Система может обеспечить необходимое количество горячей воды для душа на открытом воздухе, мытья садовых овощей, поддержания тепла в генераторе биогаза или для любых других целей, которые вы только можете придумать.

Список деталей включает рекомендуемые материалы и температурные характеристики.

ПЕРЕЧЕНЬ МАТЕРИАЛОВ

Четыре 8-футовых 2×4
Пять 8-футовых 1×4
2 1/2? винты для настила
3/4? кровельные шурупы или шурупы для оцинкованного листового металла
Две гофрированные металлические кровельные панели 2 x 8 футов
Плоская высокотемпературная черная аэрозольная краска
Один 100-футовый садовый шланг из черного каучука EPDM, 3/4?
И.Д. (внутренний диаметр), рассчитан на 200Ф
Сто 8? черные пластиковые кабельные стяжки, устойчивые к ультрафиолетовому излучению, термостабилизированные, рассчитанные на более чем 200 ° F
Одна бочка емкостью 55 галлонов, черный пластик, предпочтительно с широким горлышком
Два 3/4? Латунные смесители NPT (национальная трубная резьба) / GHT (резьба для садового шланга), рассчитанные на 180F
Тефлоновая лента
Два 3/4? Перегородка из полипропилена, рассчитанная на 180F
Два 3/4? латунные переходники между садовыми шлангами и трубками
Два зажима для шлангов
Одна изоляция из пенопласта длиной 36 дюймов

1.СОЗДАТЬ СТРУКТУРУ КОЛЛЕКТОРА

Построить две опоры А-образной рамы, используя 2×4 и 2 1/2? винты для настила: расположите переднюю ножку каждой опоры под желаемым углом наклона для панели коллектора (ваш угол широты является хорошей отправной точкой) и прикрепите заднюю ножку под противоположным углом для устойчивости. Соедините две ноги (переднюю и заднюю) с каждой стороны горизонтальной поперечиной.

Разместите А-образные опоры на расстоянии примерно 6 футов друг от друга и соедините две задние ножки двумя диагональными ножками 1×4, чтобы рама не шаталась.Установите три 8-футовые детали из 14 штук горизонтально поперек опор. Найдите одну деталь на вершинах опор, одну 24? сверху вниз, а один нижним краем 48? с вершин. Прикрепите 1×4 к опорам винтами для настила.

Прикрепите кровельные панели к деревянному каркасу с помощью 3/4? кровельные саморезы или саморезы для листового металла. Сначала установите нижнюю панель, прикрепив ее к нижней части 14. Установите верхнюю панель так, чтобы она перекрывала нижнюю панель, затем закрепите через обе панели в центре 14.Прикрепите верхнюю панель к верху 14.

Покрасьте верхнюю поверхность кровельных панелей высокотемпературной плоской черной аэрозольной краской (такой, какой используется для окраски дровяных печей). Дайте краске полностью высохнуть.

2. УСТАНОВИТЕ ШЛАНГ КОЛЛЕКТОРА

Разметьте и отметьте путь шланга на панели коллектора, используя горизонтальные участки по всей длине взад и вперед, двигаясь снизу панели вверх. Не превышайте радиус изгиба шланга на концах, так как перегибы в шланге остановят поток и могут привести к застреванию пузырьков воздуха.3/4? Я БЫ. шланг должен обеспечивать восемь горизонтальных участков через панель высотой 4 фута. Не забудьте оставить дополнительный шланг в начале и в конце для подсоединения обоих концов к бочке для хранения.

Примечание. Когда вода в шланге нагревается, из него будет выходить воздух. Удержание шланга на разумном уровне, без перегибов и провисаний, позволяет термосифону работать эффективно, устраняет захваченные пузырьки воздуха и облегчает опорожнение коллектора.

Закрепите шланг, просверлив пары отверстий в панели коллектора, одно над и одно под шлангом, а затем слегка закрепите шланг пластиковой кабельной стяжкой (стяжкой-молнией).Добавлять галстук примерно каждые 12? по всему пути шланга. Убедитесь, что шланг полностью соприкасается с панелью коллектора для лучшей теплопередачи. Вы затянете стяжки позже, после того, как шланг будет подсоединен к стволу и все будет хорошо подогнано.

3. Подготовить бочку для хранения воды

Ствол снабжен двумя резьбовыми переборками для обеспечения водонепроницаемого соединения по бокам. Фитинги принимают конические резьбовые концы (не концы садовых шлангов) смесителей, которые будут соединяться со шлангом коллектора.Убедитесь, что смесители совместимы с фитингами перегородки и переходниками для подсоединения шланга коллектора.

Вырежьте отверстие в цилиндре для каждого фитинга, используя кольцевую пилу соответствующего размера. Расположите нижнее отверстие как можно ближе к низу ствола, а верхнее отверстие расположите примерно на одной трети пути вниз от верха ствола. Выбирайте участки без выпуклых отметин и небольшого изгиба на поверхности ствола, чтобы обеспечить водонепроницаемое уплотнение.

Оберните резьбовой конец каждого смесителя тефлоновой лентой и проденьте ее во внешнюю половину фитинга.Вставьте каждый штуцер в отверстие и закрепите его внутри ствола гайкой.

4. УСТАНОВИТЕ БОЧКУ И ПОДКЛЮЧИТЕ ШЛАНГ

Установите ствол на прочную подставку, достаточно высокую, чтобы краны на стволе были выше соответствующих шлангов, установленных на коллекторе. Разместите коллектор близко к стволу. Вытяните нижний конец шланга до нижнего крана и обрежьте шланг до такой длины, чтобы он образовал плавную восходящую дугу к крану.Убедитесь, что шланг не провисает, в результате чего может задерживаться воздух или образовываться тепловая ловушка », что остановит действие термосифона. Обрежьте верхний конец шланга, чтобы подсоединить его к верхнему крану.

Установите переходник от трубки к крану на каждом конце шланга, закрепив его хомутом. Наденьте шланги на смесители. Затяните кабельные стяжки на панели коллектора, чтобы они надежно удерживали шланг на месте. Поместите кусок пенопластовой изоляции на шланг горячей воды (верхний), чтобы уменьшить потери тепла и повысить эффективность термосифона.

5. НАЧАТЬ ПРИГОТОВЛЕНИЕ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

Откройте краны крана и наполните бочку до верха, оставив 1? или 2? воздушного пространства для расширения. Вы хотите быть уверены, что в коллекторном контуре нет воздуха. Наклоните коллектор вперед и назад (один наклон для каждого изгиба шланга) после заполнения бочки, чтобы убедиться, что весь воздух выходит из шланга.

Вы начнете готовить горячую воду, как только выйдет солнце. Холодная вода опускается на дно бочки и по шлангу течет до дна коллектора.По мере того, как вода нагревается, она поднимается по шлангу через верхний кран и попадает в бочку, где поднимается наверх. Внутри бочки будет заметное температурное расслоение, пока вода полностью не нагреется.

В качестве примера, в солнечный день 45 ° F я достиг повышения температуры на 40 ° F через коллекторную петлю, используя примерно 75 футов 3/4? шланг, проложенный на коллекторе, плюс еще 8 футов, ведущих к бочке для хранения и от нее. Это происходило при довольно низкой скорости потока, что привело к повышению температуры хранимой воды на 10 ° F в час в течение нескольких часов непосредственно перед и сразу после полудня.

ИДЕИ ДЛЯ ОБНОВЛЕНИЯ

Приложив некоторые дополнительные усилия, вы можете повысить эффективность системы и даже подать приготовленную вами горячую воду в свой дом, где она может предварительно нагреть воду в существующем водонагревателе. Перед модификацией водонагревателя ознакомьтесь с местными правилами сантехники. Использование теплообменника между солнечным коллектором и водонагревателем означает, что вы не будете заливать в водонагреватель потенциально непитьевую воду.

Изолируйте бочку для хранения воды, чтобы вода оставалась горячей в течение длительного времени.
Поместите коллектор в контейнер для более горячей воды. Изолируйте коробку снизу и накройте ее куском устойчивого к ультрафиолетовому излучению прозрачного оргстекла или гибкого армированного волокном пластика (FRP). Примечание: закрытие коллектора может привести к тому, что температура может превысить номинальные значения материалов, что потребует использования всех металлических компонентов.
Собирайте и храните больше солнечной энергии, увеличивая площадь коллектора и длину циркуляционного шланга.
Переключитесь на активную систему с добавлением небольшого 12-вольтового насоса постоянного тока с питанием от солнечной энергии, который перемещает менее 2 галлонов в минуту; это освобождает вас от ограничений термосифонной системы.

Дополнительное оборудование для циркуляции воды можно приобрести у местных или онлайн-дилеров по возобновляемым источникам энергии. Сюда входит маломощный 12-вольтовый циркуляционный насос постоянного тока, который может работать от 5- или 10-ваттной солнечной панели. Если вы сделаете это вложение, вы также захотите потратить немного больше на изоляцию резервуара для хранения и ограждение коллектора.

Солнечные коллекторы периодического действия своими руками

Солнечный коллектор периодического действия

Иногда называемый системой хлебных ящиков или интегральной системой хранения коллектора , периодический солнечный коллектор состоит из одного или нескольких резервуаров для хранения, помещенных внутри изолированной коробки, обычно с застекленной стеклянной пластиной, обращенной к солнцу.Накопительный бак и солнечный абсорбер действуют как единое целое и используют нормальное давление воды в вашей системе, поэтому нет необходимости в других дорогостоящих компонентах, таких как насосы и контроллеры. Коллектор может быть установлен на земле или на крыше. Наземный монтаж обычно обеспечивает очень простую и экономичную установку.

Некоторые нагреватели периодического действия используют «селективное» покрытие резервуара (ей). Эти поверхности хорошо поглощают солнечное инфракрасное излучение, но многие мастера просто покрасят резервуар в плоский черный цвет, чтобы увеличить поглощение тепла.Коллекторы периодического действия намного дешевле, чем плоские коллекторы или вакуумные трубчатые коллекторы, но также обеспечивают меньше энергии в год и не могут использоваться в зимние месяцы, если наружная температура достигает точки замерзания.

Пассивный солнечный водонагреватель периодического действия: холодная вода вашего дома под нормальным давлением отводится в солнечный коллектор в теплые месяцы года.Затем нагретая вода течет обратно в имеющийся резервуар для горячей воды и попадает в ваш дом. Поскольку обычно холодная вода предварительно нагревается, энергия, необходимая вашему водонагревателю, значительно снижается. Когда ночные температуры начинают приближаться к нулю, краны нагревателя замеса закрываются, и дозировочный резервуар опорожняется. Учтите, что употребление большого количества теплой / горячей воды с утра снизит вашу эффективность. Попробуйте постирать одежду / принять душ позже днем с ЛЮБОЙ системой солнечного отопления.

Водонагреватель периодического действия для коттеджа

Вот очень простой водонагреватель периодического действия, который используется в нашем коттедже, чтобы смыть душ после выхода из воды. Бак вынули из старого водонагревателя и покрасили в черный цвет. Подается с помощью стандартного садового шланга на дне резервуара. Затем нагретая вода снимается с верхней части резервуара с помощью стандартного черного садового шланга. Он очень прост в настройке и выполняет свою работу, так как вы принимаете душ только тогда, когда он достаточно теплый, чтобы плавать!

Солнечный водонагреватель своими руками

Вот небольшой замечательный проект, выполненный Джейком Титером, который выходит за рамки нагревателя периодического действия.Джейк использовал полудюймовые трубки, помещенные внутрь люминесцентных ламп, выкрашенные в черный цвет и покрытые листом стекла. Все это работает за счет теплового всасывания. Посетите сайт Джейка для получения дополнительной информации.

Если бы я делал этот коллектор, я бы НЕ использовал люминесцентные лампы, так как система хорошо работает без них, плюс я бы не хотел работать с химическими веществами внутри ламп. Выпуск паров ртути не может принести пользу ни вам, ни окружающей среде.

YouTube видео солнечного коллектора Джейка: