Солнечные коллекторы своими руками: Как сделать солнечный коллектор для отопления своими руками: пошаговое руководство

Содержание

Воздушный солнечный коллектор для отопления дома

Есть три варианта использования энергии солнца для отопления – солнечные панели, вакуумные и воздушные коллекторы. Последние существенно отличаются от других не только простотой исполнения, но и особенностями эксплуатации.

Чтобы эффективно использовать воздушный солнечный коллектор для отопления дома, нужно иметь представление о принципе его работы, особенностях монтажа и многом другом.

Конструкция и принцип работы

Солнечный воздушный коллектор представляет собой полый короб, одна из стен которого закрыта стеклом. Внутри установлены трубки, по которым циркулирует воздух. Входное отверстие находится в нижней части, а выходное – в верхней. Как правило, они размещены по диагонали, чтобы обеспечить максимальную эффективность.

Механизм работы устройства прост – воздух находится в изолированном объеме, нагревается от солнечного света и поступает в помещение. В некоторых воздушных солнечных коллекторах есть возможность забора воздуха с улицы, таким образом, они в некотором роде выполняют роль вентиляционной системы.

Виды воздушных коллекторов

Сейчас не существует определенной классификации воздушных солнечных коллекторов, но по некоторым признакам можно их разделить.

Циркуляция воздуха

Подача воздуха в помещение может осуществляться двумя путями – естественно и принудительно.

В первом случае нагретый внутри коллектора воздух поднимается в верхнюю его часть, где находится выходное отверстие, через которое поступает в помещение. Соответственно, через нижнее отверстие из помещения в коллектор поступает холодный воздух.

Во втором случае установлен вентилятор, который принудительно качает воздух через коллектор. Обычно он имеет небольшую мощность, так как быстрая прокачка воздуха приведет к тому, что он не успеет нагреться.

В сущность, если использовать большой по площади воздушный солнечный коллектор для отопления дома, то имеет смысл устроить принудительную циркуляцию. Для небольших коллекторов площадью в несколько квадратных метров достаточно будет естественной конвекции.

Важно

При принудительной циркуляции есть два минуса. Вы можете забыть отключить вентилятор на ночь. Решить проблему можно двумя способами:

  1. Установить реле с таймером;
  2. Установить датчик света и подключить его к реле.

Вторая негативная особенность такого воздушного солнечного коллектора с принудительной циркуляцией – зависимость от температуры. Такие панели обычно делают из обычного стекла без отражающих напылений. Они отдают часть тепла за счет ИК-излучения. Если вентилятор будет работать постоянно, это увеличит отток тепловой энергии.

Вид контура

Есть два вида контура, в котором нагревается воздух – замкнутый и незамкнутый. В первом случае внутри корпуса проложены трубки, по которым циркулирует воздух, не смешивающийся с тем, что находится в пространстве коллектора. Во втором случае внутри короба уложены трубки, которые не сообщаются между собой.

Так выглядит внутри воздушный коллектор с незамкнутым контуром.

В первом варианте воздух циркулирует быстрее, чем во втором. Поэтому он дает больший эффект, когда на коллектор попадает много света. Во втором варианте трубки не играют большой роли для нагрева, они лишь задают направление конвекции воздуха.

Эффективность

Многие задаются вопросом – насколько эффективно можно использовать воздушный солнечный коллектор для отопления дома и сколько от него можно получить тепла? Увы, одного ответа на этот вопрос нет. Производительность коллектора зависит от многих факторов, а именно:

  • Утепление корпуса коллектора;
  • Свойства стекла;
  • Внутреннее строение;
  • Ориентация по сторонам света;
  • Наклон по горизонтали.

Корпус воздушного солнечного коллектора должен быть утеплен не только по сторонам, но и с тыльной стороны – так он не будет охлаждаться от стены, если прикреплен к ней. Все швы и соединения должны быть герметичными.

Для лучшей теплоизоляции стоит использовать двойное остекление, а для работы при температурах ниже -25 – тройное. Сейчас есть стекла с покрытием, которое не выпускает инфракрасное излучение. Они помогают сохранить до 50% тепла, что намного повысит температуру воздуха. Для этих целей подойдет и специальная пленка, которая клеится на стекло.

Каких-то точных расчетов и замеров никто не проводил, поэтому количество тепла, которое можно получить от воздушного коллектора, нельзя выразить в цифрах. Но практика показывает, что в холодную безоблачную погоду он может прогреть воздух до +70 градусов.

В солнечную погоду и при отрицательной температуре можно обеспечить воздушным солнечным коллектором отопление гаража, теплицы, производственного помещения. Если он и не сможет перекрыть нужды в обогреве, то частично их компенсирует.

Как правильно использовать воздушный солнечный коллектор для отопления дома

Для лучшего КПД плоскость солнечного коллектора должна быть направлена максимально перпендикулярно солнечным лучам. Поэтому он должен быть ориентирован строго на юг – так можно получить больше всего солнечного света в полдень. Солнце не стоит на месте, поэтому небольшие отклонения от направления не сильно повлияют на эффективность работы воздушного солнечного коллектора.

Угол наклона по вертикали зависит от того, в какое время года вы хотите его использовать. Отклонение от вертикали должно составлять половину от максимальной высоты солнца над горизонтом в это время. Высота солнца над горизонтом зависит от широты, рассчитать ее можно с помощью этого онлайн-калькулятора: //planetcalc.ru/320.

Этот солнечный коллектор сориентирован на юг и стоит под таким углом, чтобы обеспечить максимум тепла.

Если вы постоянно живете в доме, то надо чтобы коллектор работал зимой, а если он установлен на даче и вы редко туда приезжаете в морозы, то коллектор с максимальной эффективностью должен работать весной и летом.

Важно помнить, что воздушный солнечный коллектор не может стать единственным источником тепла. Он эффективен только в светлое время суток и в безоблачную погоду. В темное время он наоборот, отдает тепло, а не поглощает. Поэтому на ночь и в облачную погоду его стоит отключать – перекрывать циркуляцию воздуха.

Можно использовать воздушный солнечный коллектор для отопления дома, а можно – для охлаждения. Если летом в помещении жарко, достаточно на ночь открывать циркуляцию и коллектор будет остужать его. Воздух будет проходить в него сверху, отдавать тепло и через нижнее отверстие возвращаться в помещение. Если используется вентилятор, то его надо включать в обратном направлении.

Вообще, использование воздушных солнечных коллекторов для отопления дома – не так целесообразно с точки зрения эфективности. Их лучше рассматривать в качестве дополнительного источника тепла. Более целесообразно отапливать дом вакуумными солнечными коллекторами, но их стоимость существенно выше.

Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!

Простой солнечный коллектор своими руками — каталог статей на сайте

Простой солнечный коллектор – прекрасное подспорье для дачи в летние солнечные дни. Элементарная конструкция, и – без участия электричества – у вас появляется подогретая вода, что позволяет комфортно принять душ или помыть посуду. Если на улице жарко, солнце светит ярко, то температура воды в накопительном баке может достигать 60 и даже больше градусов.

 

 

 

 

Как работает солнечный коллектор такого типа

Принцип – парниковый эффект. Все просто предельно. Сооружается коробка с невысокими бортиками, внутрь вкладывается теплообменник – змейка из трубки, оба конца которой подведены к накопительному баку. В нижнюю часть теплообменника змейки входит холодная вода, из верхней выходит нагретая. Все накрывается листом стекла.

 

 

 

Как сделать коробку для солнечного коллектора

Коробка для простого солнечного радиатора может быть сделана из досок, брусков, плотной фанеры. Всю ее изнутри нужно термоизолировать: выложить пенопластом, пенополистиролом, минеральной ватой, др. Утеплите закрыть полосами кровельной оцинковки, которую покрасить в черный цвет. Впрочем, можно обойтись и без оцинкованного железа и укрыть утеплитель фольгой алюминиевой (отражающая изоляция). Или, вообще, воспользоваться листовым фольгизированным утеплителем. Например, пенопластом или пенополистиролом, на одной стороне которого находится алюминиевая фольга. С внешней стороны коробка для коллектора должна быть окрашена в белый цвет.

 

 

Делая солнечный коллектор своими руками, уделите особое внимание крышке из стекла – швы между стеклом и коробкой необходимо добросовестно герметизировать, чтобы драгоценные градусы тепла не улетали через них наружу. Хотя если нет стекла, коробку солнечного коллектора можно «затянуть» прозрачной пленкой.

 

 

 

Из чего сделать теплообменник-радиатор для солнечного коллектора

Идеально, если для змеевика-радиатора у вас есть стальная труба небольшого диаметра. Но, в принципе, можно обойтись трубами PEX (материал –  сшитый полиэтилен). Такие трубы гибкие, продаются в бухтах, часто ими пользуются, устраивая теплые полы в доме. Совсем простой солнечный коллектор своими руками можно соорудить из резинового поливочного шланга (черного цвета, естественно). Кстати, некоторые умудряются смастерить радиатор для подогрева воды на даче из теплообменника старого холодильника. Только перед этим его нужно продуть и промыть (водой под напором).

 

 

 

Как сделать накопительный бак для коллектора

Чаще, мастеря солнечный коллектор своими руками, под накопительный бак приспосабливают железную бочку. Ее помещают внутрь короба из досок, вокруг пустоты заполняют утеплителем (опилками, минеральной ватой и т.п.). В бочке два отверстия – в верхней и нижней части. Через трубку, подсоединенную к нижнему отверстию из бочки в радиатор выливается холодная вода, а через трубку, подсоединенную к верхнему, вода возвращается в бочку уже подогретой. Циркуляция происходит постоянно, пока светит солнце, и вода в радиаторе, нагреваясь, расширяется.

 

Хочу больше статей:

Оставьте Ваш отзыв

Average rating:   0 reviews

Tags:

трубы фанера

Солнечный коллектор своими руками — Как это сделано, как это работает, как это устроено — LiveJournal

Гелиоприемник сделан из пустых банок из-под пива или других напитков, которые окрашены матовой черной краской, устойчивой к высоким температурам. Верхняя часть (крышка) банки специально разработана для обеспечения большей эффективности теплообмена между воздухом и поверхностью банки.

Когда солнечно, независимо от наружной температуры, воздух нагревается в банках очень быстро. Вентилятор возвращает воздух обратно с подогревом воздуха, и в комнате тепло.

Готовим банки

Для начала мы собрали пустые банки, из которых составим панели солнечных батарей. Надо мыть банки сразу, как только они начинают распространять запахи. Внимание! Банки, как правило, сделаны из алюминия, но есть также некоторые из железа. Банки могут быть проверены с помощью магнита.

В днище каждой баночки вставляется пробойник (или гвоздь) и делаются аккуратные отверстия, хотя можно и просверлить дрелью. Затем вставляется суппорт и искажается в соответствии с рисунком.

Вместо этого, Вы можете использовать специальные инструменты или большие крестовые отвертки. Верхняя часть банки режется ножницами и изгибается так, чтобы получился «плавник». Его миссия заключается в содействии турбулентному потоку воздуха, чтобы собрать как можно больше тепла от нагретой стенки банки. Всё это необходимо сделать до склеивания банок.

Удаляем жир и грязь с поверхности банки. Любое синтетическое средство обезжиривания будет служить достаточно хорошо для этой цели. Обезжиривание выполнять только на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении.
Садим банки на клей.

Лента клея или силикона на банке устойчива к высоким температурам, по крайней мере, до 200 °C. Есть также продукты для склеивания, которые могут выдержать до 280 ° C или 300 ° C. Донышко банки и верх идеально подходят друг к другу, аккуратно нанесите клей. Подробно разрез склеенных банок можно увидеть на рисунке.

Чтобы не промахнуться с вертикалью-горизонталью, лучше заранее сделать шаблон из двух досок, сбитых гвоздями под углом 90 градусов. Шаблон на рисунке, будет оказывать поддержку во время сушки банок в целях получения прямой трубы — солнечного тоннеля.

Делаем каркас

Коробки впускной и выпускной части сделаны из дерева или алюминия, толщиной 1 мм; зазоры в краях закрываются клейкой лентой или термостойким силиконом. Круглые отверстия по размеру банок выполнены специальной насадкой на дрель, или буром.

 Склеиваем коробку.

Клей сохнет очень медленно. Не забудьте дать ему высохнуть в течение хотя бы 24 часов. Корпус Гелиоприемника сделан из дерева. Задняя часть коробки солнечного коллектора – из фанеры. В целях дальнейшего укрепления структуры вы можете сделать внутреннюю стенку.

Между разделами применяется изоляция – из стекловолокна или пенопласта. Все это закрывается крышкой из тонкой фанеры. Обратите особое внимание на изоляцию вокруг отверстия для входа и выхода воздуха в солнечном коллекторе.

В конце работы Гелиоприемник окрашивается в черный цвет, и помещается в шкаф. Сверху покрывается оргстеклом, тщательно подогнанным к раме. Поликарбонат / Оргстекло должен быть (желательно) слегка выпуклый, чтобы получить большую прочность.

Эта конструкция не может накапливать тепловую энергию, которую она производит. Если ночью прохладно, то коллектор лучше закрыть, иначе дом будет остывать. Это может быть решено простым способом — путем установки клапана или задвижки, что позволит уменьшить потери тепла.

Дифференциальный термостат управляет работой вентилятора и включается/выключается. Этот термостат можно купить в магазинах электронных компонентов. Устройство имеет два датчика:

Один установлен в верхнее отверстие для теплого воздуха, другой — внутри нижнего канала прохладного воздуха Коллектора. Если Вы грамотно установили порог температуры, солнечный коллектор может производить в среднем около 1-2 кВт энергии для отопления. Это в основном зависит от того, каков солнечный день.

Генеральная репетиция солнечных коллекторов была сделана во дворе перед установкой системы на дому. Это был солнечный зимний день, облаков нет. В качестве вентилятора был использован небольшой кулер, извлеченных из неисправного блока питания к компьютеру. После 10 минут солнечного света от солнечных коллекторов температура воздуха достигала 70 ° C!

После завершения установки коллекторов на стене дома, когда температура окружающего воздуха от -3 ° C, от солнечного коллектора выходило 3 м3/мин (3 кубических метров в минуту) нагретого воздуха.

Температура нагретого воздуха поднялась до +72 ° C. Температура измерялась с помощью цифрового термометра. Для расчета мощности Коллектора солнечной тепловой энергии, мы взяли воздушный поток, а средняя температура воздуха — на выходе из блока. Расчетная сила, которую дал солнечный Коллектор, составляла примерно 1950 Вт (ватт), что почти в 3 л.с. (3 л.с.)!

Источник

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану ([email protected]) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Еще раз напомню, что посты теперь можно читать на канале в Телеграме

и как обычно в инстаграме.     Жмите на ссылки, подписывайтесь и комментируйте, если вопросы по делу, я всегда отвечаю.

Жми на кнопку, чтобы подписаться на «Как это сделано»!

Солнечный коллектор своими руками для отопления дома: вакуумный, водяной: фото и видео

Технологии автономного энергообеспечения сегодня шагнули вперед настолько, что изготовление некоторых устройств в домашних условиях стало вполне возможным. К примеру, смастерить солнечный коллектор своими руками без специальных знаний способен любой умелец, пользуясь небольшими инструкциями и понимая правила функционирования. Рассмотрим подробнее разновидности таких водонагревателей, схему их работы и сборки.

Оглавление:

  1. Описание разных видов
  2. Какой выбрать? Основные элементы коллектора
  3. Принцип работы
  4. Сборка своими силами
  5. Цена самодельной солнечной конструкции
  6. Полезные рекомендации

Виды коллекторов

Солнечные коллекторы разделяют по теплоносителю на жидкостные и воздушные, по наличию термоаккумулирующей емкости – на накопительные и плоские. Практически любой можно сконструировать самостоятельно.

1. Накопительные.

Самый простой тип коллекторов, использующий принцип работы солнечного электроснабжения, другие названия – термосифонный, интегрированный, емкостный. Это бак (один или несколько), помещенный в изолированный короб со стеклянными стенками, на северной части которого может дополнительно располагаться рефлектор, усиливающий нагрев. Воздушная прослойка между емкостью и стеклом не дает остывать жидкости, что и приводит к ее разогреву.

2. Плоские.

Панельные сооружения представляют собой большую плоскую изолированную коробку с расположенным внутри металлическим теплообменником, позади которого обычно находится черная, светопоглощающая поверхность. К этому же типу относят устройство самодельного коллектора из пластиковых бутылок, за той разницей, что их не обязательно монтировать в общий корпус, поскольку каждая из них уже имеет стенки. Но принцип действия один и тот же – подогрев термообменника.

3. Жидкостные.

Самый распространенный вид солнечных агрегатов использует в качестве теплоносителя воду, которая редко превышает 80 °C. Эти коллекторы применяются в разомкнутых и замкнутых теплообменных системах, могут быть остеклены. Также в сети встречается самодельный коллектор из поликарбоната.

4. Воздушные.

Самые редкие модели, в которых термоносителем выступает кислород. Применяются металлические пластины со светопоглощающей поверхностью. Теплый воздух предпочтительнее перемещать вентилятором, что не всегда удобно, но значительно повышает эффективность в сравнении с конвективным методом.

Какой предпочтительнее? Основные составляющие

Перед тем, как сделать самому солнечный нагреватель для воды, нужно выяснить необходимое количество жидкости и условия эксплуатации.

Их традиционно используют для сушки сельхозпродукции или отопления небольших хозяйственных помещений.

  • Накопительные.

Этот прибор будет уместен при организации подачи теплой воды в летний период для хозяйственных нужд.

  • Плоские жидкостные коллекторы.

Данный вид находит свое применение повсеместно от систем горячего водоснабжения (ГВС) до отопления помещений, поскольку имеет наибольшую производительность и наилучшую цену изготовления. Самой передовой является схема вакуумного солнечного водонагревателя, однако такие аппараты стоят дороже.

Конструкция прибора

Состоит из следующих основных элементов:

  • Теплообменник.

Лучшим материалом для него будет медь, ее термопроводность составляет 389 Вт/(М*°С), однако при ограниченном бюджете вполне сгодятся обычные стальные водопроводные трубы, правда, их показатели в 7 раз хуже, что, конечно же, скажется на эффективности.

Как правило, состоит из труб большего диаметра, чем теплообменник. В сравнении с ним имеет малую площадь, поэтому используемый материал не критичен.

Не имеет значения, из чего он сделан, главное – выполнение двух условий: отличная изоляция непрозрачных стенок и наличие тепловбирающей или рефлекторной поверхности позади радиатора.

Изготовление коллектора для отопления своими руками не обходится без организации аккумуляторной емкости, в которой происходит термоотдача полученной энергии жидкости в систему обогрева или ГВС. Если забор не осуществляется из бака напрямую, тогда внутри него должен быть теплообменник, соединенный с солнечным коллектором, через который прокачивается энергоноситель. Также его обычно оборудуют ТЭНом для предотвращения замерзания в холодное время суток зимой (ночью, в пасмурную погоду).

Перед тем как самостоятельно собрать и изготовить солнечную батарею на даче или дома, надо ознакомиться с ее принципом действия.

Схема работы нагревателя

Лучи, попадая на светопоглощающую или рефлекторную поверхность солнечного коллектора, передают энергию через термообменник жидкости, после чего она под влиянием конвективных сил начинает передвигаться по системе ГВС. В аккумулирующей емкости при проходе через змеевик происходит обратный процесс – энергоноситель отдает приобретенный нагрев жидкости в баке, благодаря качественному утеплению которого удается долго сохранять тепло до момента его использования.

Пошаговая технология монтажа своими руками

Перед сборкой устройства желательно произвести расчёт размера коллектора в зависимости от характера эксплуатации полученной горячей воды. При необходимости отапливать помещение или в случае большого расхода жидкости, вероятно, придется собрать не один, а несколько таких аппаратов.

После всех необходимых расчётов можно начинать изготовление солнечного коллектора шаг за шагом. Самой эффективной и удобной конструкцией считается модель, которую изобрел болгарский умелец Станислав Станилов.

1. Сперва из шалевки или других подручных материалов собирается корпус.

2. На его дно и стенки укрепляется термоизоляция, в качестве которой предпочтителен экструдированный пенополистирол или пенополиуретан, поскольку они обладают лучшими утепляющими свойствами при малой толщине.

3. Дно укрывается листом оцинкованного железа, окрашенным в черную краску с верхней стороны.

4. На его поверхности производится сборка радиатора теплообменника. Чем больше его площадь – тем эффективнее работа, однако между ребрами должно соблюдаться расстояние не менее 5 см.

5. Трубы окрашиваются в черный цвет.

6. Корпус накрывается стеклом, которое плотно садят на герметик, дабы исключить любую возможность утечки тепла.

7. Если солнечный водонагреватель (коллектор) своими силами собран из дерева, то все плоскости, подверженные воздействию солнца (кроме стекла) лучше покрыть светлой краской, чтобы исключить возгорание.

Следующий этап – сборка аккумулирующей емкости:

  • Вначале изготавливается короб для бочки по размерам. Надо помнить, что, заполняя ее водой, конструкция приобретет значительный вес, поэтому надо делать ее надежной.
  • Устанавливается емкость, после чего в пространство между ней и корпусом засыпается гранулированный утеплитель.
  • В середину аккумулятора монтируется поплавковый клапан.
  • Все элементы устанавливаются на свои места и соединяются.

как сделать солнечный водонагреватель своими руками

Солнечная энергия одно из направлений альтернативной энергетики,  развитие которой обусловлено сохранением экологии окружающей среды, ее неограниченным запасом и отсутствием необходимости платить за ее использование. К одним из таких устройств принадлежат солнечные коллекторы, способные эффективно поглощать солнечный свет и передавать его энергию теплоносителю, который обеспечивает человека горячей водой и теплом.

Как работает устройство

Принцип работ солнечного коллектора отличается от других теплогенерирующих установок цикличностью работы. В ночное время из-за отсутствия солнца солнечные коллекторы не выполняют свои функции. В зимнее время световой день сокращается, а в пасмурную погоду солнечный свет сильно рассеивается. Поэтому теплоизоляция конструкции должна обеспечивать минимальную отдачу накопленного ранее тепла.

Основным элементом устройства является адсорбер, выполненный, как один из вариантов, в виде металлической пластины с высокими теплопроводными свойствами, к которой прилегает трубчатый теплообменник. Пластина вместе с трубками поглощает солнечную энергию и нагревает находящийся внутри теплообменника теплоноситель (воду, антифриз, масло и другие). Для повышения степени поглощения, поверхность пластины покрывается специальным материалом черного цвета (черный хром, черная краска, черная ПВХ пленка и другие).

Варианты конструктивного исполнения

Различают основные два типа конструкций:

  • плоский солнечный коллектор;
  • более сложное устройство с применением теплового барьера в виде вакуума, который по этой причине и называется вакуумным.

Образец конструкции плоского коллектора представлен на изображении:

В качестве утеплителя используется обычно минеральная вата. В зимних условиях, когда градиент температур наружного воздуха и внутреннего пространства коллектора достигает значительной величины, такая теплоизоляция не спасает от больших непроизводительных потерь тепла.

Для того, чтобы солнечный коллектор эффективно работал и в любых условиях применяют вакуумный солнечный коллектор. Конструктивным элементом, отличающим от других видов теплогенераторов, являются стеклянные трубки с воссозданным внутри их вакуумным пространством. Трубки объединяются в единую конструкцию с помощью специальных соединительных устройств и представляют собой вакуумный солнечный коллектор, вариант которого на изображении:

Принцип работы коллектора с тепловыми трубками, работающими по технологии heat pipe:

В технологии heat pipe трубка заполняется легкоиспаряющимся веществом, которое в условиях закрытой трубы, при нагревании нижней части испаряясь, поднимается вверх. В верхней части располагается теплообменник, в котором вещество трубки конденсируется, отдавая тепло, например, если вы решили установить солнечный водонагреватель, то воде все тепло передастся воде.

Альтернативой технологии heat pipe по типу передачи тепла в вакуумных трубках широко используется прямоточный U-образный тепловой канал. В корпусе с вакуумным пространством монтируется изогнутая медная трубка, концы которой имеют раздельное подключение к системам теплообменника, отвечающим за холодный и горячий потоки.

Такая трубка имеет высокую производительность в передачи тепла, однако заменить одну неисправную трубку такая конструкция не позволит. Придется менять весь блок вместе с приемным теплообменником.

Рекомендации по установке гелиоустановок

Чем больше света попадает на солнечный коллектор, тем эффективнее его работа. Следовательно, устанавливать его надо в местах, где максимально долго отсутствует тень от окружающих предметов (строений, деревьев и других препятствий солнечному свету).

Ориентация приемной плоскости коллектора зависит от географической широты. В северном полушарии, где находится Россия, наибольшую часть времени солнце светит с южной стороны. Поэтому приемник света коллектора должен быть направлен строго в южном направлении. В силу объективных технических причин возможны отклонения на юго-запад или юго-восток.

Необходимо правильно установить угол наклона гелиоустановки. Он зависит от географического положения местности, так как от широты изменяется отклонение положения солнца от зенита. Следует выбрать такой угол наклона, при котором будет отражаться минимальное количество света от защитного стекла коллектора.

Особенности сборки систем с применением солнечного коллектора

В проектировании автономных систем для горячего водоснабжения и отопления на базе солнечных коллекторов следует всегда предусматривать наличие накопительного бака, который будет выступать в качестве аккумулятора тепловой энергии. Это связано с неравномерным как поступлением энергии, так и ее расходом.

Существуют следующие проверенные на практике схемы подключения в систему солнечного коллектора.

Оснащение систем работающих с солнечными коллекторами автоматикой

Специфика работы гелиоустановок, постоянно меняющиеся исходные данные (время года, погодные условия и так далее) не обеспечивают стабильности параметров (температура, расход теплоносителей и других), что требует включению в схему установки управляющих систем.

Электронные устройства типа контроллера на основании анализа температуры в определенных местах схемы установки дают команды на открытие/закрытие клапанов, включают/выключают насосные установки для выбора оптимального движения теплоносителя по контуру. Так, например, при превышении температуры воды в накопительном баке теплоносителя, контроллер остановит его движение по контуру, прекратив потери тепла, которое могло бы сбрасываться в окружающую среду через коллектор.

Преимущества и недостатки солнечных коллекторов

Основные преимущества солнечных водонагревателей:

  • использование неиссякаемого и абсолютно бесплатного источника энергии;
  • уменьшается расход традиционных источников энергии — газа, нефти, угля;
  • возможность работы круглый год;
  • можно легко уменьшать или наращивать тепло, убирая/дополняя количество секций;
  • изменение цен на энергоносители не оказывают влияние на функционирование гелиоустановок;
  • надежная работа, удобная эксплуатация на протяжении длительного времени.

Главные недостатки:

  • стоимость собственно солнечного коллектора и его установки вместе с обвязкой со всеми дополняющими элементами обойдется в немаленькую сумму — это достаточно дорогое удовольствие:
  • обеспечить эффективную автономную работу солнечного коллектора удается далеко не всегда из-за непостоянного присутствия солнца на небосклоне, поэтому применение одного лишь коллектора без дополнительных источников энергии, не обеспечивает потребностей человека в тепловой энергии.

Изготовление солнечного коллектора своими руками

Одним из недостатков гелиоколлекторов промышленного производства считается их высокая стоимость. Действительно далеко не каждый имеет свободные средства, чтобы отдать их за наличие горячей воды у себя на даче. Вариант солнечного водонагревателя можно решить, изготовив его своими руками. Характеристики такого водонагревателя будут сильно уступать заводскому, но для того чтобы в условиях дачи умыться и помыть посуду, температуры и расхода воды вполне хватит.

Для изготовления солнечного коллектора своими руками подбираются материалы, которые лежат без дела в подсобном помещении или, в крайнем случае, их можно дешево купить в обычном хозяйственном магазине. Выигрыш в расходах по сравнению с покупкой промышленного образца весьма ощутимый.

Для самостоятельного изготовления в качестве прототипа берется плоский солнечный коллектор. Вакуумный коллектор частным порядком изготовить практически невозможно. Основной задачей в изготовлении самодельного солнечного коллектора будет подбор подходящих материалов для адсорбера — главного конструктивного узла, отвечающего за работоспособность устройства. Существуют варианты, где мастера из народа вместо дорогих меди и алюминия применяют дешевые подручные материалы.

После сборки приемник света из банок окрашивается в черный цвет и может накапливать тепловую энергию в дневное время суток.

Кроме приведенных выше вариантов изготовления солнечных самодельных водогрейных устройств, существует много придуманных народными умельцами конструкций: из пластиковых бутылок, резинового шланга и других.

Существует стойкое мнение, что применение солнечных коллекторов дает зримый эффект лишь в южных районах, где много солнечных дней. Однако если обратить внимание на географию пользователей гелиоустановками, то можно найти положительные отзывы от людей, проживающих недалеко от Москвы, а это далеко не юг. С совершенствованием технологии производства солнечных коллекторов и ростом цен на газ, география их применения будет все больше расширяться, в том числе и на широтах ближе к северу.

Видео по теме

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Pinterest

изготовление самодельного солнечного коллектора для отопления дома своими руками

Коллектор солнечной энергии – это устройство для сбора солнечного тепла. В отличие от солнечных батарей он не производит электричество, а обеспечивает нагрев материала-теплоносителя. Изготовление солнечного коллектора своими руками не займет много времени, но принесет немало пользы. Можно использовать самодельные солнечные коллекторы как для отопления больших помещений, так и для обогрева малых площадей или нагрева воды.

Известно, что плоскость площадью всего в 36 см2, обращенная перпендикулярно к солнечным лучам, может получать в год такое количество энергии, которого вполне хватит для того, чтобы вскипятить чайник.

Подобные факты и привели к изобретению различных приборов, основанных на использовании солнечной энергии. Так, например, существуют конструкции, способные собирать рассеянную солнечную энергию и перерабатывать ее в тепло, например для обогрева дома и т. п.

Самодельный коллектор солнечной энергии для отопления дома

В данной статье приводятся три варианта изготовления обогревательных установок. Первый вариант солнечного коллектора своими руками по своей тепловой мощности вполне может заменить батареи центрального отопления. Данная установка способна почти 8 месяцев в год днем и ночью отапливать все помещения большого дома. Ее тепловая мощность очень велика (около 5 ООО Вт) и поэтому может обеспечить не только круглосуточную работу системы обогрева, но и позволяет запасать избыток тепла впрок, т. е. аккумулировать его.

   

Этот солнечный коллектор для отопления изготавливают из дерева, его длина составляет 350 см, ширина — 180 см, а высота — 220 см. Устанавливать это оборудование нужно обязательно с южной стороны жилого дома.

   

На правой стороне коллектора нужно смонтировать откидную крышу, которую можно днем опускать, а на ночь или во время дождя — поднимать. Крыша призвана защищать коллектор от потери тепла и от различных повреждений.

   

Боковую стенку коллектора можно собрать из деревянных рамок, она должна иметь тройное остекление. Это позволяет лучше аккумулировать солнечную энергию: оба слоя воздуха между стеклами будут хорошо теплоизолировать нагреваемые солнечными лучами пластины.

   

Сделать пластины солнечного коллектора своими руками можно из полос кровельного железа и покрасить черной эмалью. Нагреваясь благодаря солнечным лучам, они будут отдавать тепло потоку воздуха, который, в свою очередь, начнет совершать сложный путь по лабиринту между ячейками и внутренним стеклом.

   

Принцип работы коллектора будет следующим. Утром необходимо откинуть крышу и установить ее под таким углом, чтобы солнечные лучи, отражаясь от стекла, падали на черные пластины подогревателя. Когда они достаточно нагреются, нужно включить вентиляторы. Далее воздух через отверстие 1 будет устремляться в лабиринт над подогревателем. Нагреваясь, он будет выходить в отверстие 2. Через отверстие 3 и 4 вентилятор начнет направлять этот нагретый воздух в жилые помещения.

Обратный поток будет возвращаться в коллектор через отверстие 5. Потом поток воздуха начнет разделяться: часть его снова направится в жилые помещения, а другая часть будет засасываться вентилятором и пойдет на подогрев.

Данный солнечный коллектор для отопления дома позволяет прогреть воздух в жилых помещениях до 24 °С, а иногда температура может быть и выше. Если станет слишком жарко, можно будет перераспределить потоки воздуха. Для этого необходимо заслонкой перекрыть воздуховод, по которому теплый воздух идет в дом. В этом случае большая его часть начнет циркулировать внутри коллектора, нагревая только аккумулятор.

Конструкция аккумулятора включает дополнительный лабиринт, где воздух будет больше отдавать тепло заполнителю. Заполнитель представляет собой кладку из кирпичей или крупных камней, которые должны быть уложены с большими щелями без связующего раствора.

Масса аккумулятора должна составлять несколько сотен килограммов, так что к вечеру температура кладки может достигнуть 75 С. Такое аккумулированное тепло позволит поддерживать температуру воздуха в помещениях в пределах 16-18 °С в течение всей ночи. После захода солнца нужно отключить вентилятор, а крышу коллектора следует поднять.

Изготовление солнечного коллектора для обогрева комнаты

Второй вариант конструкции коллектора имеет размеры 150 х 100 X10 см. Тепловая мощность такого солнечного коллектора для дома — 800 Вт.

   

Хотя эта мощность и невелика, но ее вполне должно хватить для обогрева комнаты площадью 12-14 м2. Однако после захода солнца данная установка не может работать, поскольку у нее нет специального заполнителя, который аккумулировал бы тепло.

   

Чтобы обогреть большую площадь, потребуется сделать несколько таких коллекторов, причем работать они могут вместе или независимо друг от друга. Для совместной работы их нужно параллельно соединить между собой.

   

При изготовлении корпуса солнечного коллектора используют кровельное железо. Внешне конструкция этого изделия напоминает корыто. Внутреннюю поверхность коллектора нужно покрасить в черный цвет и установить внутри корпуса два стержня. На них далее необходимо надеть пластины-жалюзи. Их также можно вырезать из кровельного железа и покрасить черной эмалью.

   

Работать коллектор будет по следующей схеме; воздух из помещения по гибкому рукаву вентилятором будет подаваться внутрь коллектора, здесь, обтекая пластины, он начнет нагреваться.

   

Для большей эффективности установки рекомендуется делать переднюю часть коллектора с двойным остеклением, а корпус утеплять теплоизоляционными матами.

Солнечный коллектор своими руками для нагрева воды

С помощью третьего варианта самодельного солнечного коллектора можно греть воду. Монтировать его следует на чердаке дома под самой крышей.

Принцип работы этого коллектора, сделанного своими руками, заключается в том, что солнечные лучи, многократно отражаясь от зеркал, установленных на боковых стенах, потолке и полу, будут концентрироваться в узкий пучок и падать на змеевик, установленный в ящике.

Крышка этого ящика должна иметь двойное остекление. Сделав данную установку, вода будет нагреваться до 70—80 С. Ее можно использовать и для отопления, и для различных хозяйственных нужд.

преимущества, недостатки и эффективность работы| ECODOM|99

Солнечные коллекторы:

преимущества, недостатки

и эффективность работы

Любой владелец частного дома сталкивался с проблемой выбора системы отопления. Особенно данный вопрос актуален для удаленных от городов зон, где необходимо обогреть не только сам дом, но и теплицы, бытовые помещения и пр. Вопрос экономии тут — один из главных. Печи с котлами нагревания, электрические батареи, дровяные камины – распространенные, но не самые выгодные варианты. Расходные материалы для них (дерево, уголь, газ, электричество) обходятся дорого, а расходуются очень быстро.

 

Сегодня технический прогресс шагнул в сторону возобновляемых источников энергии. И одной из таких инноваций стали коллекторы, работающие за счет поглощения солнечного света.

 

Солнечное излучение — один из самых доступных и распространенных альтернативных источников тепла. А солнечные коллекторы, в свою очередь, — самый простой способ энергию преобразовать. С каждым годом все больше людей рассматривают их в качестве дополнительного источника энергии для дома.

 

Но что же представляют собой солнечные коллекторы, чем отличаются между собой и действительно ли они так эффективны? Попробуем разобраться вместе.

Ежедневно на землю падает огромное количество солнечного излучения большая часть которого не используется. Задача коллектора — «впитать» в себя определенную долю этого излучения и преобразовать его в пригодную для человеческих потребностей энергию.

 

При этом важно отличать:  солнечное излучение может быть преобразовано в 2 вида энергии – тепловую и электрическую.

 

Солнечные коллекторы применяются для получения тепла и нагрева воды. Они нагревают воду которая используется для ГВС и отопления здания.

Солнечные батареи (они же фотоэлектрические модули) применяются для выработки электроэнергии. Они имеют совершенно другой принцип действия.

Существует также комбинированная технология. Панели, которые одновременно вырабатывают электрическую и тепловую энергию.

Основные принципы работы

 

Солнечные коллекторы работают по тому же принципу, что и бытовые водонагреватели – энергия действует на тепловой элемент, повышая температуру воды, воздуха или антифриза в полостях отопительных приборов. Руководящим элементом выступает сам корпус коллектора – плоская пластина площадью несколько квадратных метров. Погодная нестабильность породила идею совмещения энергий солнца и электричества у некоторых приборов такого класса.

 

При низкой освещенности и прохладной погоде площадь устройства только впитывает доступное тепло, нагревая комплект. Дальнейшее прогревание системы частного отопления проводится уже при участии электричества. Подобный подход позволяет выжать из установки максимум, хотя расчет затрат останется скромным. Технология получила название «принудительной циркуляции». Как правило, она характерна крупномасштабным коллекторам.

 

Созависимое функционирование в умеренных поясах планеты используются чаще автономного. Но в условиях преобладания годового активного солнца возможно использовать исключительно природную энергию. Для этого понадобиться только рациональный расчет с правильной теплоизоляцией постройки.

 

Зимой солнечный комплект способен обогреть до 30-40% жилых помещений.

Автоматизированные экземпляры улавливают и перерабатывают на отопление до 75% дневного света.

Типы солнечных коллекторов

 

Существует несколько видов солнечных коллекторов, которые отличаются назначением, внешним видом, принципом работы и так далее. Основные отличия можно классифицировать следующим образом:

 

По конструкции

 

Плоские светопоглощающие. Представляет собой темный алюминиевый ящик с медными трубками внутри. Снизу ограничен слоем теплоизоляции. Сверху закрыт закаленным стеклом и пропилен-гликолем, выполняющим работу поглотителя солнечных лучей. Функционален в любое время года, популярен ввиду доступной себестоимости.

 

Вакуумные коллекторы состоят из многочисленных медных трубок. Элементы уложены ровными рядами. Каждая трубка с поглощающим и отражающим веществами расположена внутри еще одной стеклянной колбы аналогичной формы, но большего диаметра. Между стенками емкостей образуется вакуум, выступающий теплоизолятором и проводником. Главным достоинством класса является большая принимающая площадь, а значит, высокий КПД.

 

По принципу работы

 

Самотечные — идеальный вариант для дачи или сезонного использования. Это автономная система, которая не требует подключения к электросети.

С принудительной циркуляцией. Этот вид солнечных коллекторов подключается к общей системе отопления и работает под давлением насоса.

 

По сезонности

 

Круглогодичные (летом — полноценное обеспечение горячей водой, зимой — поддержка отопления).

 

Сезонные – используются только летом и в межсезонье. Обычно внутри таких коллекторов течет вода, которая на холоде замерзает. Поэтому на зиму такие системы консервируются.

 

Плоский и трубчатый солнечный коллекторы.

 

Все классы подходят для отопления частных домов в равном соотношении. Конкретный тип выбирается исходя из собственных потребностей, финансовых возможностей, площади крыши (или иной поверхности) для установки.

 

Все виды коллекторов солнечного типа обладают недостатками и достоинствами. Выбирая устройство по своим потребностям, следует обращать внимание на некоторые нюансы. Плоские разновидности прочнее остальных, однако, не выгодны при ремонте. Поломка выводит из строя всю систему адсорбции, что увеличивает траты. Экземпляры данного класса способны нагревать воду на 20-40 градусов выше температуры окружающей среды.

 

Вакуумные виды коллекторов чувствительны к внешним действиям, быстрее поддаются повреждениям из-за хрупких полых трубок. Между тем, ремонт может быть произведен в виде замены конкретной колбы. Зимой эффективнее плоского типа, поскольку нагревает теплоноситель в более широком диапазоне и дольше поддерживает температуру.

 

Воздушные виды просты по конструкции, редко требуют ремонтных вмешательств. Стойко выдерживают очень низкие температуры, служат дольше остальных. В целом же, они слабее прогревают помещения.

Преимущества солнечных коллекторов

Экономия газа. Летом солнечные коллектора способны полностью закрыть потребность здания в горячей воде. В межсезонье – весной и осенью, коллекторы снижают нагрузку на газовый котел, что в конечном итоге сокращает потребление газа. В зимнее время коллекторы работают с очень низкой эффективностью.

Энергонезависимость. Используя солнечный коллектор для отопления вы снижаете собственную зависимость от газа. Коллектор является дополнительным источником тепла. Как минимум в летнее время вы сможете бесплатно получать горячую воду не используя для этого газ.

Доступность. Для установки солнечного коллектора не требуется разрешение. Все что нужно – сантехник с прямыми руками и компетентный продавец, знающий все особенности и тонкости монтажа.

Долгий срок службы. Срок службы коллектора – более 15 лет. А значит, вы очень долго сможете пользоваться бесплатным солнечным теплом.

Внешний вид. Любой гелио комплект прост в обслуживании, выглядит эстетично, облагораживает внешний облик частного дома.

Отсутствие грязи, отходов.

Недостатки

Стоимость. Цены на солнечные коллекторы для нагрева воды плавают от 500$ до 1000€ за штуку. А целая система «под ключ» состоящая из двух коллекторов будет стоить от 2500$. Немалые начальные вложения, со сроком окупаемости 7-10 лет.

Непостоянство. Солнце нельзя включать и выключать по собственному желанию. Поэтому коллекторы нельзя рассматривать как единственный источник тепла.

Подведем итоги

 

Солнечный коллектор для отопления — это один из самых распространенных и доступных альтернативных источников энергии для частного дома.

 

Коллекторы, в первую очередь, следует рассматривать как инвестицию в энергонезависимость. Их срок окупаемости очень велик – 7-10 и более лет. Поэтому ставить коллекторы только ради экономии газа нецелесообразно. Возможно, что с этой задачей лучше справятся и другие альтернативные газу источники тепла — камин с водяным контуром или тепловой насос. Все зависит от ситуации.

 

Наиболее оправдано использовать коллекторы в южных регионах, где высокая солнечная активность. Самую высокую эффективность они показывают летом и в межсезонье. Зимой вклад в систему отопления хоть и есть, но невелик.

 

Если вы рассматриваете коллекторы ради экономии газа и денег, то вероятно это будет одно из самых дорогих и наименее эффективных решений. В первую очередь, лучше всего обратить внимание на другие недорогие мероприятия. К счастью, таких множество.

Создайте свой собственный солнечный тепловой коллектор с плоской панелью: 8 шагов (с изображениями)

1. Используйте точный нож, чтобы разрезать гофрированный пластиковый лист до размеров 22 x 90 дюймов. При продольной резке обязательно прорезайте один канал по всей длине.

2. Разрежьте трубу из АБС-пластика на два отрезка длиной 20,25 дюйма каждый. Убедитесь, что при установке заглушки на любой конец общая длина составляет 22 дюйма. Я выбрал эту ширину, чтобы она поместилась между стропилами крыши моего чердака.

3. Просверлите отверстие 3/4 дюйма сбоку двух крышек из АБС-пластика. Это будет проще, если предварительно просверлить сверло меньшего размера и постепенно увеличивать его размер.

4. Увеличивайте отверстия грубым круглым напильником до тех пор, пока не сможете продеть ниппель. Метчика нужной резьбы у меня не было, поэтому я планировал просто приклеить соски на место.

5. Просверлите полукруглую выемку диаметром 3/4 в конце каждой трубки из АБС-пластика. Проще всего зажать их в тисках встык. В качестве альтернативы вы можете просверлить это отверстие в трубке из АБС-пластика перед тем, как разрезать ее, а затем просто прорезать центр отверстия, чтобы сделать надрезы.Эти выемки подходят вокруг конца соски, когда крышки из АБС на месте.

6. Используя настольную пилу с упором, осторожно проделайте паз по всей длине каждой трубки из АБС-пластика. Полученное поперечное сечение должно иметь вид буквы «С». Трубка из АБС-пластика имеет тенденцию сжиматься во время резки, поэтому, когда вы закончите, ширина паза будет меньше ширины вашего пильного диска. Пропустите каждую трубу через пилу второй раз, чтобы срезать рез и получить одинаковую ширину.

7. Повторите процесс прорезания пазов с крышками из АБС-пластика, помня, в каком направлении вы хотите, чтобы ниппели указывали, когда панель полностью собрана.

8. Выполните сухую сборку, собрав трубки, крышки и ниппели из АБС-пластика. Возможно, вам придется немного вырезать выемку, чтобы прорезь в трубке совпала с прорезью в крышке.

9. Повторите установку всухую на конце гофрированного пластикового листа. Разделите АБС по мере необходимости, чтобы везде было удобно.

10. После того, как все будет хорошо подогнано, повторите сборку, нанося силиконовый клей на все сопрягаемые поверхности перед сборкой и нанося полоску силикона на все швы после сборки.

11. Повторите то же самое для другого конца гофрированного пластика.

12. Дать высохнуть не менее 24 часов.

13. После высыхания разрежьте садовый шланг пополам и прижмите обрезанные концы к ниппелям.

14. Наполните панель водой (просто подсоедините садовый шланг к крану в вашем доме) и проверьте на утечки.

15. Если есть утечки, слейте воду из панели, тщательно высушите область вокруг утечки и заклейте большим количеством силиконового клея, оставив для высыхания еще 24 часа.

16. Если вы хотите позже рассчитать эффективность вашего коллектора, вам необходимо знать его объем. Это хорошее время, чтобы слить его в ведро и измерить объем (включая шланги). В моем было 7,2 литра.

17. После устранения утечек покрасьте поверхность коллектора в черный цвет и поставьте где-нибудь для просушки.

Как построить солнечную панель для воздушного отопления — видео своими руками

Как работают солнечные воздухонагреватели:

Схема солнечного воздухонагревателя © Ecohome

На приведенной выше диаграмме показана основная концепция солнечного воздухонагревателя, и хотя существует множество конструкций, основной принцип тот же — небольшой вентилятор подает внутренний воздух в настенную панель, обращенную на юг.Воздух нагревается, проходя за черной поверхностью, а затем возвращается в кондиционированное пространство с гораздо более высокой температурой. «Бесплатное» пассивное солнечное отопление по бюджету!

Видеоролики

о солнечных воздухонагревателях, сделанных своими руками, стали большим хитом на YouTube, в них есть несколько основных идей — солнечные коллекторы из переработанного мусора, солнечные коллекторы с водосточной трубой, солнечные коллекторы из экрана или листового металла. Если у вас нет возможности сделать его самостоятельно, солнечные воздухонагреватели для продажи также доступны в Интернете для покупки, немного покопавшись в Интернете.

Помимо крупных коммерческих установок, наиболее распространенным применением солнечных воздухонагревателей является дополнительное отопление отдельных помещений, например, пристройки, мастерской, гаража или любой другой небольшой хозяйственной постройки.

Причина, по которой мы говорим «дополнительный», заключается в том, что хотя в пасмурные дни можно собрать немного тепла, в основном вы будете чувствовать тепло, когда светит солнце. А без значительного количества тепловой массы для хранения тепла и отвода тепла маловероятно, что что-либо, кроме самых хорошо изолированных зданий, будет поддерживать комфортную температуру в помещении от заката до восхода солнца холодной зимней ночью.

Если вам нужен солнечный воздухонагреватель для обогрева здания без электроэнергии, вы можете получить тепло просто за счет естественной конвекции по мере подъема теплого воздуха, но вы получите гораздо больше тепла, прогнав воздух через него с помощью вентилятора. Вентиляторы не требуют много энергии для работы, поэтому небольшая выделенная фотоэлектрическая панель будет выполнять эту работу, когда нет другой доступной мощности, и будет автоматически приводить в движение вентилятор, когда движение воздуха больше всего необходимо — когда солнце светит на панель. — и остановится ночью, когда панель остынет.Вентиляторы 12 В для охлаждения настольных компьютеров — идеальный способ создать давление в системе и заставить воздух двигаться для солнечных воздухонагревателей, установленных автономно.

Панели солнечных батарей Pop-can: Это не что иное, как гениальное решение, и это может быть единственной веской причиной для оправдания употребления поп-музыки. Однако это довольно трудоемкий процесс — банки необходимо очистить, сделать отверстия в дне, удалить выступы, затем их нужно склеить в стопку и, наконец, покрасить в черный цвет.

Солнечный обогреватель Pop can

Воздух вдувается в камеру в нижней части нагревательной панели и выталкивается вверх через стопки банок в верхнюю камеру, которая собирает нагретый солнцем воздух и направляет его обратно в помещение.

Солнечные коллекторы с водосточной трубой: Как бы то ни было, эта конструкция заменяет стопку банок в солнечной панели воздушного отопления на стандартные водосточные желоба карниза, окрашенные в черный матовый цвет для поглощения солнечных лучей. К нему применяются те же принципы, что и к солнечному коллектору, и, хотя вы потратите больше на материалы, вы сэкономите много труда, и он выглядит аккуратнее. Конечный результат тот же; воздух нагревается, когда он проходит через черные трубы, когда светит солнце.

Солнечный водонагреватель с водосточной трубой © Builditsolar

Солнечный экран или поглотитель тепла из листового металла: В найденных нами конструкциях использовалось 3 слоя экрана для обеспечения единой черной поверхности.Коллекторы экрана обычно не разделяют воздух на отдельные камеры, как в предыдущих двух конструкциях; воздух поднимается вверх по единственной камере за экраном или плоской металлической поверхностью.

Металлический гофрированный воздухонагреватель на солнечных батареях

Из этих двух, мне кажется, дизайн экрана требует немного больше усилий по сравнению с использованием листового металла (как показано выше), который можно было бы сделать с использованием старой металлической кровли и покрасить ее в матовый черный цвет. Помимо трудозатрат, тестирование между сборщиком экрана и сборщиком банок показало, что сборщик экрана действительно обеспечивает больше тепла, подробнее читайте здесь.

Сколько тепла могут обеспечить солнечные воздухонагреватели?

Это зависит от множества переменных:

Размер солнечной панели: Это будет определять объем воздуха, который вы можете кондиционировать, и температуру на выходе. Выбор размера для строительства или покупки будет зависеть от ваших потребностей и от того, сколько места на внешней стене вы можете выделить для панели.

Солнечное поглощение: Панели имеют ограниченное количество тепла, которое они могут собирать, в зависимости от того, насколько отражающей является черная поверхность, и вам будет лучше с матовой краской, чем с глянцевой.Остекление само по себе мгновенно отражает около 10%, но это важно, особенно в областях с движением воздуха, создающим фактор охлаждения ветром зимой, поэтому действительно лучшее, на что вы можете надеяться в общей производительности от солнечной панели для нагрева воздуха, — это поглощение около 80%. доступного света.

Теплопроводность панели: Материалы с более высокой проводимостью улучшают характеристики солнечного воздухонагревателя. Например, черная труба из ПВХ не будет обеспечивать столько тепла, как черная металлическая труба. Даже разные металлы будут иметь разную проводимость.Медь — один из лучших проводников, но она очень дорога и может быть сложной задачей для получения большего диаметра или для получения краски, которой нужно придерживаться, поэтому преимущество повышенной проводимости, вероятно, не будет стоить дополнительных затрат.

Чтобы выбрать вариант водосточной трубы для самостоятельной сборки панели солнечного воздухонагревателя, обязательно используйте металл, а не пластик, и если он имеет глянцевую поверхность, стоит покрасить ее в черный матовый цвет.

Производительность дома: Сколько тепла необходимо дому, чтобы согреть жителей, зависит от того, сколько он теряет.Солнечный обогреватель будет обеспечивать больший процент необходимого тепла в доме, если потребность в тепле ниже, поэтому то, насколько хорошо изолирован и герметичен дом, будет решающим фактором того, насколько большим должен быть пассивный солнечный воздухонагреватель, чтобы производить тепло. разница.

Облачность: В областях с регулярной облачностью, таких как северный берег Ванкувера в Канаде или Пескадеро в Калифорнии, например, покупка или строительство может не стоить затрат и хлопот. Конечно, срок окупаемости труда и денег, вложенных в одноразовую воздушную отопительную панель, будет намного дольше.

Широта: Чем дальше вы пойдете на север, тем меньше у вас будет солнечных часов в зимний день, поэтому затраты или усилия, необходимые для изготовления панели, перестанут быть целесообразными на определенных более высоких широтах — хотя, если панель для сбора тепла является стеной -монтированное и дополнительное отопление может приветствоваться, тогда в северных районах оно все еще может быть целесообразным — любые читатели в северных территориях или на Аляске, которые построили или использовали солнечные панели для нагрева воздуха, могут оставлять комментарии ниже!

Минусы солнечных воздухонагревателей:

Ахиллесова пята большинства генераторов возобновляемой энергии, таких как солнечные воздухонагреватели, — это надежность, но также и хранение энергии.Не всегда дует ветер и не всегда светит солнце (точнее, мы не всегда его видим). Таким образом, главный недостаток солнечных воздухонагревателей заключается в том, что вы получаете тепло только тогда, когда светит солнце.

Короткие зимние дни и непредсказуемая облачность не позволяют полагаться на солнечные воздухонагреватели в качестве основного источника тепла, потому что вы получите все свое тепло в солнечные часы, но тогда вам придется работать по 16 часов без подвода тепла. А более короткие зимние дни означают, что они генерируют наименьшее количество тепла, когда оно вам больше всего нужно, хотя это можно смягчить, установив стену на южную сторону.Во всех домах, кроме наиболее сильно изолированных в более мягком климате, с включенной тепловой массой для хранения тепла, вам, вероятно, понадобится дополнительный источник тепла, например, высокоэффективные дровяные печи или камины, или, если вы отключены от сети, древесные гранулы без электричества. печь.

Накопление солнечного тепла (тепловые батареи):

Если вы встроите в дом тепловую массу для хранения и выделения тепла, вы сможете распределять накопленное тепло в течение более длительного периода времени, и для этого существует множество творческих способов.Придерживаясь темы «сделай сам», например, навесов, гаражей или теплиц, вы можете пропустить нагретый воздух через трубы, залитые песком, кирпичом, каменной кладкой и т. Д., Прежде чем выпустить его прямо в кондиционируемое пространство. Вместо того, чтобы просто нагревать воздух, плотные материалы будут поглощать часть этого тепла и медленно выделять его с течением времени после захода солнца.

Ничего не скажешь, что вы не смогли бы сделать это с пристройкой в ​​вашем доме, просто мы, как правило, немного более придирчивы к окончательному внешнему виду в наших домах.Таким образом, в доме может потребоваться немного более эстетичный дизайн, чем в мастерской или гараже, чтобы хранить часть тепла, вырабатываемого пассивной солнечной системой воздушного отопления.

В частности, теплицы, построенные в холодном климате, имеют тенденцию к перегреву днем, но иногда становятся слишком прохладными ночью для молодых растений. Имейте в виду, что важнее, чтобы корни были в тепле, чем само растение, если, конечно, воздух остается выше нуля. Если вы включите солнечный воздухонагреватель в конструкцию теплицы и передадите часть тепла платформе с тепловой массой, на которой могут разместиться ваши почвенные ящики, вы можете начать вегетационный период раньше.

Также неплохо включить в солнечную панель воздушного отопления какой-либо обходной вентиль, который может выпускать воздух летом, чтобы предотвратить перегрев, когда панель не используется активно — в качестве «варки» панели.

Вы также можете применить принципы пассивного обогрева и охлаждения, разместив панель под карнизом, где она будет полностью освещена низким зимним солнцем, но будет в тени, когда солнце находится высоко над головой и вам не нужно тепло.

Как сделать солнечный воздухонагреватель своими руками:

Поисковые запросы в Интернете открывают бесконечный список конструкций и методов сборки для солнечных воздухонагревателей своими руками, то же самое можно сказать и о видеороликах «Сделай сам» на YouTube.Разные дизайны по-разному найдут отклик у разных людей, поэтому выберите тот, который лучше всего соответствует вашим навыкам, набору инструментов и объему внимания. Если в процессе у вас возникнут какие-либо блестящие дизайнерские идеи или модификации для пассивных солнечных воздухонагревателей, поделитесь ими в разделе комментариев ниже.

Посмотрите видео «Сделай сам» ниже, чтобы лучше понять, насколько легко построить солнечные воздушные нагревательные панели.

Построение этого солнечного воздухонагревателя, сделанного своими руками, может сэкономить 1000 долларов за зиму

Солнечный коллектор для нагрева воздуха — это быстрый и простой способ начать пользоваться альтернативной энергией.Хотя это довольно простой массив, он может помочь вам сэкономить много денег на счетах за электроэнергию. Простая термодинамика, без движущихся частей, дешево и эффективно.

Установлен солнечный коллектор воздушного тепла

Как это работает?

Схема термосифона — поток горячего / холодного воздуха

Действуют два принципа:

Темные поверхности поглощают свет. Любой объект черного цвета поглощает все длины волн света и не отражает ни одного, поэтому кажется черным.Как вы знаете, свет — это энергия, и, поглощаясь чем-то, он может превращаться в тепло. Основная часть коробки будет покрыта материалом черного цвета для улавливания солнечного тепла.

Это тепло передается воздуху в ящике. По мере того, как воздух нагревается, он хочет подняться из коробки. По мере того, как теплый воздух поднимается вверх, он втягивает более холодный воздух в коробку. Это явление известно как эффект термосифона . Это метод пассивного теплообмена, основанный на естественной конвекции, при которой жидкость (в данном случае воздух) циркулирует без использования механического насоса.

Шаг за шагом!

В самой эффективной и действенной конструкции в качестве коллектора тепла используется оконный экран из черного металла. Это отлично работает, потому что имеет большую площадь поверхности и уже рассчитано на максимальный воздушный поток. Если вы можете получить черный металлический оконный экран, это лучший вариант. Если вы не можете этого сделать, легко покрасить экран в черный цвет.

Сколько вы сэкономите?

Если один обогреватель может поддерживать тепло в гостиной в течение всего светового дня, это от 6 до 10 часов, когда обогреватель не включен.В нашей средней гостиной обычно требуется электрический обогреватель мощностью 3200 ватт. Если он проработает 10 часов, это 32 киловатт-часа (кВтч). Допустим, электричество стоит 19 центов за кВтч. Это более 6 долларов в день или 42 доллара в неделю. С октября по март это примерно 1022 доллара.

Что бы вы сделали этой зимой, потратив лишние 1.000 долларов?

(Посещений 5198 раз, сегодня 1 посещений)

Простая конструкция солнечного коллектора

Конструкция солнечного коллектора — Монтаж солнечного коллектора

Общее количество солнечной радиации, падающей на каждый квадратный метр в Великобритании, составляет около 1000 кВт / ч в год — из
при этом должно быть возможно собрать от 25% до 33%.Для типичной системы водяного отопления подходящей считается общая площадь около 4 квадратных метров.

Количество воды, которое может быть непосредственно нагрето до «пригодной» температуры, довольно мало, поэтому обычно лучше использовать панель для предварительного нагрева холодной воды в отдельном резервуаре перед подачей в основной резервуар для горячей воды. Резервуар для хранения солнечной энергии должен составлять около 50 литров на 1 квадратный метр панели, однако это не очень важно. Бак и все соединительные трубопроводы должны быть хорошо изолированы, чтобы избежать потери собранного тепла.Лучшее положение для панели (Великобритания) — незатененное положение под углом к ​​западу от юга под углом примерно 35 градусов к горизонтали. Другая ориентация между ЮВ и ЮЗ и различные наклоны от 10 до 50 градусов вызывают лишь небольшое снижение общей собранной энергии.

Конструкция плоского солнечного коллектора

В показанной здесь простой однопанельной конструкции в качестве солнечного коллектора используется стандартный радиатор центрального отопления из штампованной стали. Они относительно дешевы и легко доступны как новые, так и бывшие в употреблении (при использовании подержанной панели радиатора удалите любую декоративную краску с лицевой поверхности и при необходимости повторно загрунтуйте).Тепловой КПД коллектора, использующего радиатор центрального отопления, должен быть сопоставим со многими коммерчески доступными конструкциями. Однако относительно большое содержание воды замедлит реакцию, особенно при низких уровнях солнечной радиации. Панель должна быть цельной, без ребер и с резьбовыми соединительными отверстиями на всех четырех углах, чтобы можно было легко достичь необходимого «диагонального» потока воды. Могут использоваться другие типы только с двумя соединениями, при условии, что соединения находятся в диагонально противоположных углах.Панель необходимо покрасить матовой черной масляной краской, чтобы получить поверхность с высокой впитывающей способностью. Все трубопроводы внутри корпуса должны быть изолированы, чтобы предотвратить утечку накопленного тепла обратно в корпус.

Размер коллектора, используемого в этой конструкции, не определяется, кроме как «h» и «w», это позволяет вам собрать корпус в соответствии с требованиями.
ваш конкретный размер радиаторной панели. Старайтесь, чтобы размер панели составлял около 1 кв. М или меньше, большие панели тяжелые, и с ними будет сложно работать, особенно на крыше.Если вы сможете собрать корпус в его окончательном положении, работа будет проще.

Ящик для панели представляет собой простой деревянный ящик, сделанный из древесины, обработанной давлением (в качестве альтернативы можно использовать консервант для древесины хорошего качества). Показано одинарное переднее остекление с оконным стеклом толщиной 3 мм — для ящиков более 1 метра в любом направлении используйте отдельные куски стекла, вам нужно будет добавить дополнительные опорные планки для остекления на передней части панели, чтобы закрепить их. Всегда измеряйте готовый футляр, прежде чем покупать стекло и покупать его обрезанным по размеру — оставьте 2-миллиметровый зазор вокруг стекла, чтобы оно могло расшириться.В
Крышка переднего остекления должна выступать за нижний край корпуса примерно на 12 мм, чтобы дождь стекал, не натекая на корпус. Зажимы для остекления, прикрепленные к внутренней части нижнего края коробки, используются для удержания крышки на месте.

Изоляция, установленная за коллектором, должна быть высокотемпературного типа, поскольку температура может достигать 140 градусов Цельсия, если вода не циркулирует через панель. Другие, более дешевые альтернативные материалы (например, полистирол) не подходят, поскольку они могут давать усадку или даже плавиться.Следует избегать движения воздуха между задней частью панели и изоляцией, поэтому убедитесь, что все зазоры заполнены.

Практически невозможно сделать коллектор полностью водонепроницаемым в течение длительного периода, даже если не будет дождя, может произойти некоторая внутренняя конденсация. Чтобы это не стало проблемой, проделайте три или четыре 5-миллиметровых «дышащих» отверстия в нижней части корпуса прямо перед изоляцией.

Срез солнечного коллектора

Перечень материалов для солнечного коллектора

Примечание: большинство размеров показаны h + x и w + y — где h и w — высота и ширина конкретной панели, которую вы используете.Измерьте их перед тем, как начать, и просто добавьте x или y по мере необходимости.

  • Древесина — древесина хвойных пород, строганная по всему периметру, предпочтительно обработанная танилами или, в качестве альтернативы, обработанная консервантом для древесины хорошего качества.
    Указанные размеры пиломатериалов являются стандартными номинальными размерами — при планировании они будут меньше.
идентификация детали размер (номинал) длина количество
А 125×25 Вт + 150 мм 1
B 125×25 h + 125 мм 2
С 100×25 Вт + 100 1
D 25×12 Вт + 100 1
E 25×12 ч. + 75 2
Ф 50×25 ч. + 100 2 (или 3, где w больше 1 метра)
G 45×12 Вт + 150 1 (под углом (оба конца))
H 45×12 H + 150 2 (скошенный уголок (один конец))
Дж 50X50 покрой под костюм 4 (или 6, где w больше 1 метра)
  • Фанера Внешний вид 9 мм, h + 150 x w + 150
  • Absorber Press steel, однопанельный радиатор без ребер — с заделкой на всех четырех углах для обеспечения диагонального потока (или в 2 диагонально противоположных углах)
  • Стекло w + 95 xh + 135 мм, 3 мм, (измерьте коллектор, чтобы проверить размер перед покупкой — установите отдельные куски стекла, чтобы все размеры были меньше 1 м, это потребует дополнительных опорных стержней на передней части панель по мере необходимости)
  • Держатели для стекла — 2 на край максимум 1 м
  • Угловые пластины (250 мм x 100 мм, низкоуглеродистая сталь — изогнутые на 90 градусов) 4 шт.
  • Изоляция из высокотемпературного минерального волокна толщиной 50 мм
  • Соединительные трубопроводы и соединители — медные, размер и количество в соответствии с
  • Металлическая фольга (например, кухонная пленка) по мере необходимости
  • Клей — столярный клей ПВА по необходимости
  • Замазка или глазурованная лента по необходимости
  • Винты и т. Д.по мере необходимости

Базовый корпус солнечного коллектора

Монтаж солнечного коллектора

  1. Распилите пиломатериалы, обработайте все пропиленные концы высококачественным консервантом для древесины.
  2. Покрасьте панель коллектора, используя как можно более тонкий слой высокотемпературной черной масляной краски.
    (черная краска для выхлопных газов — хорошее предложение).
  3. Склейте и скрутите стороны (A, B и C).
  4. Приклейте и прикрутите подкладочный слой к раме.
  5. Привинтите угловые пластины на место.
  6. Приклейте и прикрутите (сзади) поперечные распорки (F) на место.
  7. Просверлите несколько дренажных отверстий диаметром 5 мм в нижней части перед изоляцией.
  8. Положите панель на место внутри корпуса, отметьте на раме точки входа в трубы.
    Снимите амортизатор и просверлите отверстия для ввода труб.
  9. Приклейте и прикрутите полоски D и E к внутренним сторонам корпуса так, чтобы они обеспечивали плоскую поверхность для
    стекло на той же линии, что и верх нижней стороны (С).
  10. Отрежьте изоляцию между поперечными распорками и корпусом и установите ее.
  11. Покройте изоляцию металлической фольгой.
  12. Если корпус не собирается, это хорошее время, чтобы установить и закрепить корпус.
  13. Положите панель в корпус и закрепите с помощью прижимных блоков на поперечных распорках.
  14. Установите трубопровод между панелью и остальной частью системы, заполните зазоры вокруг труб, где
    они входят в корпус с помощью подходящего гибкого герметика.
  15. Вероятно, лучше не снимать переднюю крышку, пока система не будет заполнена водой и
    система проверена на герметичность.
  16. Установите зажимы для крепления стекла на нижней стороне корпуса.
  17. С помощью шпатлевки или клейкой ленты установите переднюю крышку и закрепите, прикрутив полоски G и H по бокам.
    дела.

Конструкция солнечного коллектора — Солнечный
коллектор в сборе

Солнечные коллекторы периодического действия своими руками

Солнечный коллектор периодического действия

Иногда называемый системой хлебных ящиков или интегральная коллекторная система хранения , периодический солнечный коллектор состоит из одного или нескольких резервуаров для хранения, помещенных внутри изолированного ящика, обычно с стеклянной пластиной, обращенной к солнцу.Накопительный бак и солнечный абсорбер действуют как единое целое и используют нормальное давление воды вашей системы, 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 существующий 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.

Коттеджный водонагреватель периодического действия

Вот очень простой водонагреватель периодического действия, который используется в нашем коттедже, чтобы мыть 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. Очень легко настроить, и он 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 идет дальше 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:

Сравнение конструкции и производительности солнечных воздухонагревателей — Stonehaven Life

В моем последнем посте «Солнечное тепло: бесплатно для принятия» я рассмотрел некоторую справочную информацию о том, как использовать солнечную энергию для обогрева дома .Создание солнечного воздухонагревателя — это простой и полезный проект как для начинающих, так и для опытных мастеров-мастеров , и существует множество различных конструкций и планов — просто спросите мистера Google.

Самым популярным и гибким проектом солнечных нагревателей своими руками является автономный блок , который можно прикрепить к стене или крыше для дополнительного обогрева. Сегодня я собираюсь рассмотреть 4 самых популярных варианта этих устройств. А благодаря Гэри и Скотту , паре преданных энтузиастов солнечной энергии, я могу поделиться кратким описанием сопоставимой производительности, которую вы можете ожидать от этих устройств.

Основы дизайна

Все эти устройства обладают общими характеристиками, и можно построить с использованием базовых электрических и ручных инструментов . Многие из самодостаточных солнечных воздухонагревателей, с которыми я сталкивался, основаны на раме 4 x 8 футов, хотя другие размеры могут быть столь же эффективными в зависимости от вашего конкретного дизайна и места.

Во всех случаях это ключевые особенности :

  • Рама — Рама обычно изготавливается из пиломатериалов 1 x 6 или 2 x 6. Внутренняя глубина обычно составляет от 3 до 4 дюймов в зависимости от конструкции.
  • Изолированная задняя часть — Здесь может теряться большая часть тепла. Рекомендуется от 1 до 2 дюймов полиизоцианурата. Боковая изоляция немного менее важна.
  • Matte Black Interior — Все внутренние поверхности должны быть окрашены термостойкой матовой черной краской для поглощения как можно большего количества солнечного тепла.
  • Солнечный поглотитель — это сердце устройства. Поглотитель собирает тепло, которое передается воздуху, проходящему через нагретые поверхности.
  • Впуск / выпуск воздуха — Более холодный воздух входит в агрегат (обычно снизу) и, забирая тепло от абсорбера, выходит через верхнюю часть агрегата. Это происходит либо в результате естественного процесса (термосифонирование), либо при помощи вентилятора с термостатическим управлением.
  • Остекление — Передняя часть устройства закрыта прозрачным материалом, позволяющим солнечному свету освещать поглотитель солнечной энергии и повышать внутреннюю температуру. Типичными материалами остекления являются поликарбонат (лексановый или двухслойный), акрил или закаленное стекло.

Солнечный поглотитель

При прочих равных, материал солнечного поглотителя и воздушный поток внутри «коробки» — это то, чем конструкции, представленные ниже, различаются. Это может иметь большое влияние на эффективность и действенность устройства в целом. Поиск правильного сочетания тепловыделения и пропускной способности воздуха может потребовать некоторых экспериментов. Солнечный нагреватель, который может перемещать много воздуха 120F, более эффективен, чем воздух 160F, движущийся слишком медленно. Высокая внутренняя температура приводит к большим потерям тепла через остекление. .Скорость вентилятора и размер воздуховода влияют на воздушный поток.

В описанных ниже конструкциях не показан вентилятор, который обычно расположен на выпускном конце, чтобы втягивать воздух через устройство. В рекомендуется предусмотреть какую-либо заслонку для автоматического закрытия выпускного отверстия , когда внутренняя температура блока опускается ниже комнатной температуры , чтобы избежать обратного сифона теплого воздуха в блок . Слой легкого пластика хорошо закрывает отверстие, если на выходе есть металлическая ткань.Хотя эти устройства показаны наклоненными к солнцу, они также могут быть установлены вертикально в северных широтах.

Обратный проход Тип

Коллектор обратного хода существует уже давно, и существует несколько вариантов конструкции. Основная идея состоит в том, что воздух нагревается, когда он движется вверх за нагретым солнечным поглотителем . Можно добавить чередующиеся перегородки, чтобы замедлить или прервать воздушный поток, чтобы увеличить теплопередачу.

Некоторые системы обратного прохода, устанавливаемые на окно, позволяют прохладному внутреннему воздуху проходить через изолированную камеру сзади.Воздух нагревается по мере подъема, двигаясь за поглотителем солнечной энергии. Поглотитель также может быть расположен так, чтобы воздух проходил с обеих сторон. для большего контакта с поверхностью. Нагретый воздух выходит из верхней части устройства.

Тип двойного экрана

Сетчатый коллектор — еще один распространенный тип, который часто используется, и это , самый простой и дешевый для сборки . Экран с черной сеткой обеспечивает много контактной поверхности для передачи тепла движущемуся воздуху, добавляя очень небольшое сопротивление к потоку воздуха .В большинстве случаев экран наклонен внутри коробки, поэтому экран находится ближе к остеклению в верхней части устройства. Слой черной оконной сетки может быть прикреплен к каждой стороне деревянной рамы и установлен внутри коробки.

В тестах, проведенных Гэри и Скоттом, оказалось, что не было заметной разницы в характеристиках между металлическим и стекловолоконным материалом оконного экрана . Как и в случае со всеми солнечными нагревателями, старайтесь, чтобы держал как можно больше воздуха подальше от остекления, чтобы уменьшить потери тепла .

Алюминиевый потолок Тип

Алюминиевый поглотитель потолка, по сути, представляет собой разновидность поглотителя экрана модели и работает по тому же принципу. Поглотитель солнечной энергии изготовлен из панелей из имеющегося в продаже перфорированного материала потолка . Панель поглотителя конструируется путем установки планок по периметру внутри коробки, при этом нижняя планка прижимается к задней части устройства, а верхняя — близко к остеклению. Боковые планки проходят по диагонали, обеспечивая непрерывную монтажную поверхность для перфорированного потолка.Поднимающийся воздух собирает тепло по мере того, как он очищает нагретую поверхность, проходя через перфорационные отверстия и выходя через верхнее вентиляционное отверстие. Стоимость материалов выше на у этого типа по сравнению с поглотителем экрана.

Тип трубки (алюминиевые баллончики или водосточная труба)

Солнечный обогреватель типа «pop can» приобрел популярность в последние годы, и его близкий родственник, использующий алюминиевые водосточные трубы, вошел в эту область. Оба этих коллекционера работают по одним и тем же принципам, поэтому я обращусь к ним вместе.Поглотитель солнечной энергии в этих установках по существу представляет собой серию металлических трубок , через которые проходит воздух, собирая тепло по пути.

Уникальной особенностью коллекторов трубчатого типа является то, что в них используются герметичные камеры статического давления вверху и внизу, чтобы направлять воздух через трубы . Воздух поступает в нижнюю камеру статического давления, обычно ближе к центру агрегата. Некоторые строители добавляют дефлекторы, чтобы помочь распределить воздушный поток более равномерно по всем трубам . Поскольку камера герметизирована и изолирована от остекления, воздух может перемещаться только вверх по трубкам, забирая тепло с поверхности при движении.Нагретый воздух выходит из трубок в верхнюю камеру , где вентилятор вытягивает его в комнату.

Основное различие , которое я вижу между использованием банок и водосточных труб, заключается в стоимости материалов по сравнению с вашим трудом . Банки для бутылок дешевы и их легко собрать, но требуется много работы, чтобы очистить, вырезать верхнюю и нижнюю части, склеить силиконом и затем покрасить пару сотен из них . Водосточные трубы можно было бы очень быстро и легко вырезать, покрасить и установить в агрегате, но они будут стоить дороже. Я не видел никаких данных сравнения между двумя типами , чтобы узнать, является ли один более эффективным, чем другой.

Какой тип коллектора более эффективен?

Сравнение эффективности конструкций солнечных нагревателей своими руками — это довольно отрывочная область в лучшем случае. Каждый строитель использует свои собственные методы измерения температуры, расхода воздуха и эффективности, поэтому короткий ответ — никто ДЕЙСТВИТЕЛЬНО не знает .

С другой стороны, зимой 2010-2011 гг. энтузиастов солнечной энергии Гэри Рейса и Скотт Дэвис приложили время и усилия, чтобы провести параллельные сравнительные тесты на нескольких из описанных выше конструкций.Несмотря на то, что Гэри и Скотт живут в разных частях США, они использовали одни и те же материалы и конструкции для своих тестов и получили аналогичные результаты . Вы можете проверить их исчерпывающий сравнительный тест, который включает методологию, графики, тепловизионные изображения и другие подробности на BuildItSolar.com.

Так что же они нашли?

В двух словах:

Тип экрана:

Лучшая производительность в целом, а также самый дешевый и простой в сборке .И Гэри, и Скотт были удивлены и использовали этот дизайн для справки при тестировании других.

Алюминиевый диван Тип:

Производительность, по сути, связана с эталонным типом экрана — но немного сложнее и дороже в сборке.

Обратный проход Тип:

Высокое падение давления (плохо). Производительность От -10 до -20% от эталонного типа экрана. Улучшение возможно через редизайн. (См. Тепловое изображение выше)

Тип трубки — (испытанный алюминиевый водосточный желоб)

При тестировании производительность составляла от -40 до -50% от эталонного типа экрана.Это самый дорогой в сборке, и Гэри почувствовал, что есть возможности для улучшения — в частности, выравнивания воздушного потока по всем трубкам. Будущие тесты, вероятно, покажут улучшенную производительность.

Мои планы солнечных батарей

В течение прошлого года или около того я думал, что нагреватель для пластиковых банок был моим лучшим вариантом с точки зрения затрат и эффективности. Изучив результаты тестов Гэри и Скотта, я пересматриваю свой план. Мотивированный превосходными характеристиками, более низкой стоимостью и более простой конструкцией коллектора экранного типа , я начал работу над «портативным» абсорбером экрана для решения конкретной ситуации в моем доме.

Как только я закончу и проведу несколько тестов, я поделюсь результатами.

Похожие сообщения на этом сайте :

Портативный пассивный солнечный воздухонагреватель
Солнечное тепло: бесплатно
Земляные корабли: устойчивое и самодостаточное проживание
Домашний солнечный: новые варианты финансирования, делающие его доступным
Дизайн суперизолированного дома
7 Солнечные обогреватели DIY Pop Can
Добавьте гибкости пластиковому окну Комплекты

Изображения: BuildItSolar.com; brianshomebrewsolar;

Теги:
изменение климата,
сохранение
Сделай сам
сохранение энергии,
пассивный
обогреватель поп-банки,
солнечный
солнечные панели

DIY Солнечная панель | Сайт Биггин Хилла

Создайте свою собственную солнечную панель для нагрева воды

Дополнительная информация о солнечной энергии и ссылки:

экономичные Селеновые фотоэлементы

Инструменты и материалы

Плоский коллектор, или солнечная панель, относительно прост в изготовлении и не должен создавать проблем для среднего мастера.Если можно установить блок под мойку, поставить отвес в стиральную машину, сделать книжный шкаф, то этот проект не должен быть слишком сложным. Даже начинающему водопроводчику может потребоваться небольшая помощь. Панель может быть изготовлена ​​без помощи специальных инструментов, специальных материалов или «секретных» процессов. Ножовка по дереву, дрель, молоток, отвертка, гвозди, шурупы, кисть, напильник и рулетка — вот инструменты, которые вам понадобятся больше всего. Необходимые материалы: отожженная медная трубка диаметром 10 мм, алюминиевый лист толщиной 16 мм, древесина для изготовления каркаса, стекловолокно, морской лист и стекло толщиной 4 мм.Эти предметы обычно можно приобрести на месте в хорошем хозяйственном магазине, у продавца сантехники или в компании по доставке по почте, специализирующейся на рынке DIY. Фактические размеры, количество и характеристики будут рассмотрены немного позже.

КПД

Панель была разработана с учетом трех основных соображений. Первое — это эффективность. Это не самый эффективный дизайн панели, но он дает очень хорошие результаты. Солнечные панели обычно имеют рейтинг эффективности от 40% до 60%.Эта панель должна отдавать примерно 50% энергии, которую она собирает, что делает ее сопоставимой с большинством имеющихся в продаже устройств.

Стоимость

Второе соображение — это стоимость. Вы можете построить эту панель примерно за 1/3 стоимости купленной панели, и даже меньше, если вы можете построить из второстепенных материалов. Солнечная энергия бесплатна, поэтому чем меньше вы тратите на установку солнечной системы водяного отопления, тем быстрее окупятся ваши первоначальные затраты и тем дольше будет период бесплатного сбора энергии.Это подводит нас к третьему соображению; долговечность.

Прочность

Чем длиннее панель может обеспечивать полезную энергию, тем более привлекательным является случай установки солнечной системы нагрева воды. При правильной конструкции панель должна иметь ожидаемый срок полезного использования 20 лет и более. Используемые материалы не будут быстро портиться, и, поскольку нет движущихся частей, нет ничего, что могло бы изнашиваться. Техническое обслуживание практически не требуется. Опыт показывает, что пыль и грязь на стеклянной крышке не препятствуют сбору солнечной энергии.Все, что необходимо, — это периодические проверки, чтобы убедиться, что стеклянная крышка не потрескалась, деревянная рама не деформируется и в системе нет утечек.

Трубки

Панель использует медные трубки для отвода бытовой воды через область коллектора. Медь универсальна для водопровода и водопровода. Он не подвергается коррозии в насыщенной кислородом воде, и пока используется подходящий ингибитор, он также не будет разъедать в смесях воды / этилена и гликоля.Медь обладает высокими свойствами теплопроводности, что необходимо для обеспечения эффективной передачи собранной солнечной энергии в систему водоснабжения. Существующая сантехника в вашем доме почти наверняка будет медной, а новая солнечная система отопления должна быть медной, чтобы избежать проблемы коррозии, связанной со смешанными металлическими системами. Медь стоит недешево. Однако медные трубки диаметром 10 мм производятся серийно и доступны в бухтах длиной 20 м, 25 м и 30 м. Его можно приобрести у большинства продавцов, торгующих самодельными сантехниками.Он мягкий, и ему легко придать желаемую форму.

Пластина абсорбера

Медная трубка будет прикреплена к почерневшей пластине абсорбера. Эта пластина будет собирать лучистую энергию солнца и передавать ее по медным трубкам, заполненным водой. Пластина должна быть сделана из алюминия или меди для достижения наилучших результатов. Алюминий, более дешевый, чем медь, и более доступный в большинстве областей, является хорошим предложением. Предпочтительна толщина 16 swg, поскольку более тонкие калибры имеют тенденцию к короблению в условиях сильной жары, а более толстые калибры снижают эффективность.Пластина абсорбера будет окрашена черной краской и грунтовкой, как и медная трубка, поэтому риск гальванической коррозии будет незначительным.

Пластина абсорбера будет размещена в деревянном поддоне. Поднос изготовлен из каркаса из твердой древесины с подкладкой из морского слоя. На лоток следует нанести хорошее защитное покрытие, чтобы обеспечить минимальное обслуживание в течение всего срока его эксплуатации.

Прозрачная крышка

Панель следует накрыть прозрачным листом, чтобы предотвратить потерю тепла в прохладную погоду.Стекло предпочтительнее, потому что оно легко доступно и имеет высокое значение светопропускания. Он будет «улавливать» длинноволновое излучение, тем самым повышая эффективность панели. Следует использовать флоат-стекло толщиной 4 мм. Можно использовать акриловую пленку, и в результате панель будет легче. Акрил обычно намного дешевле флоат-стекла, но имейте в виду, что стекло не царапается и не обесцвечивается. Прозрачную крышку можно поместить в лоток и заклеить деревянными бусинами и подходящей резинкой или смолой.

Другие предметы, которые вам понадобятся: стекловолокно (тип, используемый для изоляции чердаков), несколько листов алюминиевой фольги или хорошо отражающей «лунной» фольги или майларовой алюминизированной пленки, черная краска и грунтовка, а также набор шурупов для дерева, гвозди. , проволока и т. д.О сантехнических материалах речь пойдет чуть позже. Приведенные измерения следует соблюдать как можно точнее. Поэкспериментируйте с большинством типов солнечных коллекторов перед тем, как принять решение о конструкции, приведенной здесь, и рекомендации о максимальной стандартизации конструкции панелей, чтобы можно было легко сравнивать результаты. Однако, если у вас есть доступ к менее дорогим материалам или немного другим размерам и свойствам, непременно используйте их.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ДЕТАЛИ

Следуя этим конструктивным деталям, вы сможете построить солнечную панель размером 1500 мм на 900 мм, что дает площадь коллектора чуть менее 13500 мм2.Двух или трех панелей будет достаточно для среднего домохозяйства (4 человека), и вам следует обратиться к следующей таблице, чтобы определить, сколько панелей вам потребуется. Эта таблица применима только к климатическим условиям, аналогичным условиям на Британских островах.

Бытовые отопительные установки

Количество необходимых панелей

Емкость цилиндра или бака

1

15 галлонов

2

30–35

3

35–50

4

50–70

Панель должна иметь возможность стекать в холодных условиях, чтобы предотвратить замерзание воды и медных трубок.Вода в солнечных батареях иногда может замерзнуть, когда температура наружного воздуха немного выше точки замерзания. Альтернативой является использование системы непрямого или замкнутого цикла и добавление в воду антифриза. Для этого требуется теплообменник в баке горячего водонагревателя, чтобы смесь незамерзающей воды и воды находилась отдельно от бытовой воды. Панели универсальны и могут использоваться в любой системе. Конструкцию можно разбить на 5 основных частей:

1. Панельный поддон и рама
2.Пластина абсорбера
3. Медная трубка
4. Изоляция
5. Остекление

ПОДНОС И РАМА

Рамка панели должна быть 1500 мм x 900 мм x 80 мм. Определитесь с методом изготовления углов (рис. 1) и соответственно купите древесину. Следует использовать хорошие твердые породы дерева, например тик или кедр. Большинство продавцов древесины разрезают древесину на нужную длину и при желании обрабатывают ее. Рекомендуется сечение 80 мм x 50 мм. (Подробности разреза показаны на рис. 2). Хорошие угловые соединения необходимы для обеспечения хорошей защиты от атмосферных воздействий.Фальцы или выступы для приема коллекторной пластины и стекла можно вырезать циркулярной пилой, а вырезанные полосы использовать в качестве кромок для остекления. После того, как рама будет построена, по бокам рамы следует просверлить два отверстия диаметром 11 мм (7/16 ″) для размещения входа и выхода медной трубки. Их следует просверлить на расстоянии 2 дюйма от верха или низа рамы по мере необходимости. Если в вашей системе используются две панели, вам потребуется одна левая и одна правая панели (рис.3) так, чтобы обе панели соединялись в верхнем центральном положении. Впускной и выпускной патрубки будут находиться в противоположных нижних углах, чтобы облегчить дренаж панелей в холодную погоду. При параллельном подключении трех и более панелей (рис. 4) все панели могут принадлежать одной руке. Теперь на раму можно установить лист подложки. Для достижения наилучших результатов он должен быть морского качества, но можно использовать фанеру для наружных работ толщиной 4 мм (5/16 ″). Точно отмерьте раму и соответственно отрежьте лист подложки. Поместите лист на место и прибейте к нижней стороне рамы (рис.5). Альтернативный метод состоит в том, чтобы обработать фальц в раме примерно на 1/4 дюйма от нижней части и вставить лист подложки перед установкой четвертой стороны рамы на место. Это даст более аккуратный и прочный вид. Теперь вся рама и несущий лист должны быть покрыты хорошим консервантом для древесины, чтобы обеспечить долговечность отделки.

АБСОРБЕРНАЯ ПЛИТА

Закупка и обработка алюминиевого листа

Купите достаточно алюминиевых листов примерно 4’8 ″ x 2’8 ″ x 16swg для ваших нужд (или подходящего размера, чтобы поместиться в собранный лоток).Поищите в «Желтых страницах» продавцов алюминия и свяжитесь с некоторыми, чтобы собрать расценки, прежде чем принять решение о покупке. Цены у продавцов могут значительно отличаться. Подходит алюминий типа H9 или аналогичный.

Очистите алюминий с обеих сторон и удалите все возможные следы масла. Поднимите блестящую сторону листа и протравите поверхность наждачной бумагой. Это удалит небольшие следы масла и позволит краске лучше держаться на поверхности. Пройдитесь по алюминиевому листу небольшими круговыми движениями.Затем нанесите хорошую грунтовку, например, хромат цинка или красный оксид. Лучше всего получать краску и грунтовку в виде аэрозоля для получения максимально плоского покрытия на пластине абсорбера. Кроме того, он быстрее высыхает и придаст привлекательный вид. Маленькие аэрозольные баллончики могут быть дорогими из-за количества поставляемой краски, большие аэрозольные баллончики будут иметь лучшее соотношение цены и качества. U-Spray выпускается в банках по 400 г (140 унций) и продается компанией Borden (UK) Ltd., Саутгемптон, SO5 9ZB. Их матовый черный цвет очень хорош и имеет довольно высокий коэффициент поглощения излучения.Двух банок хватит, чтобы накрыть три пластины поглотителя. Краска быстро сохнет (обычно в течение десяти минут) и становится очень твердой, если оставить на ночь (рис. 6).

МЕДНАЯ ТРУБКА

Закупка медных труб и формовка

Следующим этапом является изготовление змеевидных медных водопроводных труб. Используя схемы (рис.9), определите, сколько медных трубок вам понадобится. От 30 футов до 35 футов (10 метров) примерно правильно. Чем больше медная трубка, тем лучше.Тип, который нужно получить, — отожженный 10 мм. Он широко используется в системах центрального отопления и может быть получен у любого продавца хорошего сантехника, в магазине централизованного теплоснабжения или в многочисленных компаниях по доставке по почте, которые рекламируются в таких журналах, как Exchange & Mart. Он поставляется в мягких бухтах разной длины, и его очень легко придать форму. Если соблюдать осторожность, медной трубке можно придать форму, согнув ее вокруг цилиндрического предмета, например бутылки (рис. 7). Небольшой ручной гибочный станок, такой как Preston Hand Bender, идеально подходит для обеспечения идеального изгиба, что приводит к хорошему потоку воды через систему.Поскольку медь является очень мягким металлом, трубку легко сплющить или раздавить при изгибе без помощи формовочной машины, поэтому, если вы изгибаете вручную, убедитесь, что вы изгибаете трубку постепенно. Это может занять много времени, но вы избежите перекручивания трубы, которое может привести к образованию трещин из-за ограниченного потока воды, что снизит эффективность. Если вы перегибаете или сдавливаете трубу, вы можете вернуть ей форму, поместив ее на кусок дерева и постучав по нему деревянным молотком.Вы обнаружите, что лучший способ согнуть трубку — сначала вытянуть трубку из катушки и распрямить ее на полу (рис.8), чтобы у вас был длинный прямой кусок меди, который нужно было сгибать, а не из катушки. . Затем продолжайте изгибать (Рис.9), пока не получите нужную форму (вернитесь к Рис.6). Сформованную трубку подвесить на куске проволоки и окрасить черной матовой краской.

Крепление медной трубки к пластине абсорбера

Когда краска высохнет, поместите сформированную медную трубку поверх алюминиевой пластины абсорбера (черная сторона) с небольшим подъемом на каждой поперечине, чтобы вода всегда стекала к нижнему выпускному отверстию для слива (рис.10). Белым мелом нарисуйте рисунок медной трубки на черной пластине абсорбера и снимите медную трубку. Затем просверлите несколько небольших отверстий, по два с каждой стороны поперечины трубки (рис. 6). Через эти отверстия будет проходить проволока, которая будет плотно прижимать трубку к пластине абсорбера, чтобы обеспечить эффективную теплопередачу воде в трубке. Затем поместите сформированную медную трубку на пластину и начните продевать хороший прочный провод через отверстия и поверх медной трубки.Цельный кусок проволоки подойдет. Проденьте один конец проволоки через начальное отверстие, над трубкой и через второе отверстие, продолжая этот процесс шнуровки до тех пор, пока не будет достигнуто последнее отверстие и все поперечины не будут закрыты. Чем больше петель, тем лучше обеспечивается хороший тепловой контакт между медной трубкой и пластиной поглотителя. Альтернативный метод — использовать небольшие медные зажимы в каждой точке крепления, их можно зафиксировать на месте небольшими саморезами или небольшими гайками и болтами.У вас могут возникнуть трудности с получением этих зажимов, поскольку большинство хомутов для труб с малым диаметром теперь являются пластиковыми и не подходят для работы при высоких температурах. Медную трубку также можно припаять к алюминиевому листу с помощью специального припоя и флюса, но этот процесс нужно тщательно контролировать, и это не для разнорабочих-любителей.

ИЗОЛЯЦИЯ

Стекловолокно и алюминиевая фольга

Теперь абсорбирующая пластина готова для вставки в лоток панели, но сначала должна быть установлена ​​изоляция.В лоток следует уложить стекловолокно толщиной 3 дюйма. Он сожмется, когда пластина-поглотитель опускается на нее (рис. 11). Слой алюминиевой фольги для запекания может быть зажат между стекловолокном и тарелкой блестящей стороной к тарелке. Это поможет остановить потерю тепла за счет отражения тепла обратно на пластину.

Опустите пластину абсорбера в лоток, убедившись, что концы впускной и выпускной трубы сначала загнуты назад, а затем вставлены в отверстия диаметром 11 мм (7/16 ″) по бокам панели (Рис.12). Плата удерживается на месте с помощью деревянных планок, привинченных к боковым сторонам внутреннего каркаса. Последний спрей матовой черной краски необходим, чтобы замаскировать любые царапины на лакокрасочном покрытии, вызванные проволокой, и покрыть внутреннюю стену деревянного каркаса.

ОСТЕКЛЕНИЕ

Вставка листового стекла

Панель готова к остеклению. Для панели этого размера рекомендуется флоат-стекло толщиной 4 мм (320z). Флоат-стекло толщиной 3 мм можно использовать в панелях площадью до 10 кв.футов, но слишком хрупок для больших площадей. Светопропускание стекла толщиной 4 мм составляет примерно от 88% до 90% с коэффициентом отражения 8%. Более толстое стекло будет иметь немного меньший коэффициент пропускания. Обращайтесь со стеклом очень осторожно и попросите стекольщика доставить, если это возможно. Точно измерьте внутреннюю часть рамы и разрежьте стекло нужного размера. Между верхней частью медного трубопровода и крышкой должен быть зазор 15 мм (1/2 ″) (рис.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *