Как сделать солнечный коллектор для отопления своими руками? Как сделать солнечный коллектор


Как сделать солнечный коллектор из жестяных банок / Солнечная энерг…

Мы можем получать тепло из возбновляемых источников, используя при этом только те материалы, которые имеются у нас под рукой. Каждый день в сети появляются зеленые решения, о которых раньше мы даже и не думали.солнечный коллектор из жестяных банок: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Читайте также:Солнечный коллектор из пивных банок за 7 шаговКак сделать солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок за 6 шаговБиогаз из сорняков за 10 шагов Сегодня вы узнаете, как сделать самодельное солнечное отопление из жестяных банок, которое идеально подходит для обогрева небольших помещений. Такой коллектор может существенно сэкономить ваши расходы на электричество, особенно в солнечные дни.
Инструкция по изготовлению самодельного солнечного коллектора из жестяных банок.
1. Воздушные потокижестяные банки: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Первый шаг, найти 196 пустых банок из-под содовой. В каждой из банок мы сделаем отверстие в верхней и нижней части. Вымойте банки, чтобы удалить все следы напитка и мусораскрепляем банки силиконом: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Скрепите банки силиконом. Мы должны сформировать трубы из 14 банок, 14 банок 14 колонок.воздушные каналы: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Через эти каналы солнечный коллектор будет пропускать теплый воздух для нашего дома.

2. Соберите ящик для коллектора. Материалы, которые нам необходимы:

  • Листы фанеры и деревянные доски.
  • Белый клей для дерева ПВА.
  • Силикон для высоких температур.
  • Минеральная вата (для изоляции).
ящик для коллектора: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Обрезаем доски до нужного размера. Стыки скрепляем клеем и гвоздями.теплоизоляция: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Когда коробка собрана, ее надо высушить и утеплить минеральной ватой.воздушные каналы: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи В верхней стенке коробки мы проделываем 14 отверствий под размер банок. Там будет собираться теплый воздух.

3. Сборка деталейвоздушные каналы: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Тщательно смазываем силиконом все 14 выходов каналов, чтобы минимизировать потерю тепла.воздухоотводы: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Дальше мы проделываем два выходных канала в коллекторе, к которыму потом присоединим алюминиевую трубку. Одну на вход, а другую на выход воздуха.воздухоотводы: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Покрываем всю внешнюю сторону коллектора черной краской, чтобы лучше притягивать солнечные лучи и поглощать больше тепла. покрываем черной краской: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Накройте коробку листом прозрачного поликарбоната.солнечный коллектор из банок: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи Такой воздушный коллектор может нагревать воздух до 70-80 ° C непрерывно, так что это отличный вариант, чтобы уменьшить наше потребление электроэнергии или природного газа.

Если вы хотите более подробную информацию о процедуре сборки, вот три видео на эту тему. Видео на испанском, но их можно смотреть и без звука: Вот такие получаются воздушные солнечные коллекторы. В теплые зимы люди не платят ни копейки за подогрев помещений с такими коллекторами.солнечный коллектор из банок 1: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареисолнечный коллектор из банок 2: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи

rodovid.me

Как делаются солнечные коллекторы для отопления дома своими руками?

Наверное, каждый владелец загородного дома, небольшого коттеджа, находящегося в удалении от города, сталкивался с проблемой отопления помещений. Кто-то сооружает в одной из комнат камин, кто-то устанавливает большую печь с котлом для нагрева воды, которая затем подается в систему отопления дома, кто-то включает электрообогреватели. Но все эти способы отопления дома требуют расхода энергоносителей – газа, дров, угля, электричества. А их потребуется немало, особенно для отопления большого дома.

Сейчас все чаще для отопления таких домов используется энергия солнечного излучения. Установка, которая преобразует солнечную энергию в тепло, используемое для нагрева воды, воздуха, других теплоносителей, называется солнечным коллектором. Спрос порождает предложение. И сейчас появилось множество фирм, готовых изготовить по требованию заказчика солнечные коллекторы для отопления любого принципа действия, любой мощности, для любого, даже очень большого, дома.

Схема отопления дома Схема отопления дома энергией солнца

По принципу действия солнечные коллекторы делятся на плоские, вакуумные, параболические и воздушные. Плоские коллекторы представляют собой герметичный короб с адсорбером, системой труб, прозрачной поверхностью, обращенной к солнцу.

Вся же система отопления в простейшем случае состоит из такого коллектора, установленного на земле, бака-накопителя, установленного на возвышенности (например, на чердаке дома), трубопроводов, отвода горячей воды из бака и подвода холодной воды к баку. Входной и выходной патрубки коллектора соединены с баком. Вода, нагреваясь в коллекторе, по законам конвекции поднимается в бак, а холодная вода из бака опускается в коллектор. Происходит естественная циркуляция.

Плоский коллектор Плоский коллектор

Солнечные коллекторы на вакуумных трубках имеют гораздо больший коэффициент полезного действия, чем плоские. В вакуумных трубках теплоносителем является легкоиспаряющаяся жидкость. При облучении трубки солнечными лучами эта жидкость испаряется, пар по трубке поднимается вверх и разогревает медный наконечник. Этот медный наконечник вставляется в теплообменник. Через него циркулирует под давлением вода, которой отдает тепло наконечник вакуумной трубки.

Обычно такое устройство собирается из 15 – 20 трубок. Если необходимо увеличить мощность устройства, ускорить процесс нагрева воды, то в контур отопления включают несколько таких панелей. Циркуляцию воды обеспечивает водяной насос. При отрицательной температуре наружного воздуха такие устройства могут нагреть воду до кипения.

Устройство коллектораУстройство вакуумного солнечного коллектора

Солнечные воздушные коллекторы самые простые. Они служат в основном для дополнительного отопления и позволяют значительно экономить расход традиционных энергоносителей, которые обеспечивают обогрев дома. Короб коллектора такой же, как и у плоского. Отличие заключается в том, что в этом коробе нет труб для теплоносителя. Теплоносителем является сам воздух.

Естественно, что входное и выходное отверстия короба должны быть больше, а сам короб должен быть тщательнейшим образом загерметизирован. Для лучшего нагрева воздуха адсорбер покрывается слоем светопоглощающей термостойкой краски и делается ребристым, что увеличивает рабочую площадь. В принципе, такая установка может работать и без дополнительных устройств, только за счет естественной конвекции воздуха.

Нагретый воздух уходит в воздуховод через выходной патрубок и поднимается в отапливаемое помещение. Холодный воздух из этого помещения поступает в устройство через воздуховод входного патрубка. Но для более эффективной работы коллектора на выходном воздуховоде устанавливается маломощный насос для принудительной циркуляции.

Устройство и установка воздушного коллектораУстройство и установка воздушного солнечного коллектора

Наиболее сложным в плане эксплуатации является параболический солнечный коллектор. В фокусе параболоцилиндрического зеркала помещается медная трубка, по которой протекает теплоноситель. Нагреваясь, этот теплоноситель поступает в теплообменник и нагревает находящуюся там воду. Недостатком такого устройства является то, что ему необходима система слежения за солнцем и связанный с ней соответствующий поворотный механизм, что требует дополнительных свободных площадей для его размещения. Если обойтись без следящей системы, то эффективность работы этого нагревателя будет намного меньше.

Параболический коллекторПараболический солнечный коллектор

Солнечные коллекторы своими руками

Если домик на даче или загородный дом строит бригада профессионалов, и это сооружение будет рассчитано не только на летнее времяпрепровождение в выходные дни, но и на длительное проживание, то, конечно же, в смету строительства будет заложена и стоимость системы отопления. И будущему владельцу будет сдан объект, что называется, под ключ. Но очень многие строят и дачные домики, и загородные дома сами. И когда возникает вопрос о системе отопления, горячего водоснабжения, то здесь предпочтение отдается тому, что можно сделать своими руками.

Самодельный коллектор, возможно, и не будет производить впечатление своим внешним видом, но работать он будет ничуть не хуже, а, возможно, и лучше, чем выполненный в заводских условиях, ведь делается он для себя. Да и обойдется он намного дешевле. Причем можно сделать такую систему отопления, которая бы комбинировала водяной и воздушный способы обогрева помещений. Для нагрева воды можно сделать плоский или вакуумный коллектор, а воздух будет подогреваться в воздушном коллекторе.

Самодельный плоский солнечный коллектор для отопления

Прежде, чем приступить к изготовлению, нужно четко определиться, каким образом будет отапливаться помещение – будут ли это стандартные батареи отопления или это будет водяной пол. От этого будет зависеть размер и количество нагревателей. Теперь можно приступать к подбору материалов. Для изготовления непосредственно самого коллектора потребуется каленое стекло толщиной пять миллиметров, доски сечением 150/25 мм, крепежные уголки, оргалит или древесно-волокнистая плита, деревянный брусок 50/50 мм, кровельное оцинкованное железо, медная трубка, соединительные муфты, хомуты для крепления, клей «Герметик», термостойкая черная краска, теплоизоляция (любой пенный материал, минеральная вата), силиконовая трубка.

Когда все комплектующие будут собраны, можно приступать к изготовлению. Доски обрезать на необходимую длину (чуть больше размеров листа кровельного железа). Из них сколачиваются стенки короба. Стыки для прочности скрепляются уголками. Затем прибивается днище – оргалит или ДВП. Вся эта конструкция усиливается деревянным брусом. В стенках короба просверливаются два отверстия для входного и выходного патрубков. Все стыки конструкции тщательно промазываются «Герметиком». После того, как клей просохнет, дно покрывается слоем теплоизоляции. Это может быть пенопласт, пенополистирол, минеральная вата.

Этапы сборки короба 1

Этапы сборки короба 2

Этапы сборки 3Этапы сборки короба солнечного коллектора

Поверх теплоизоляции укладывается лист оцинкованного кровельного железа. Лист прибивается к поперечным деревянным брускам. К этому листу хомутами крепится радиатор, выполненный из медной трубки в виде змеевика. Чтобы придать медной трубке правильную форму без изгибов и складок, в нее нужно засыпать соль, которую легко вымыть после того, как змеевик будет готов.

Коллектор в сборе (вид 1)

Коллектор в сборе (вид 2)Коллектор в сборе

Вход и выход радиатора выводятся через просверленные отверстия за пределы короба. После этого радиатор и лист железа покрываются в два слоя термостойкой черной краской. Когда краска высохнет, короб накрывается стеклом. Стекло лучше всего уложить в пазы, предварительно вырезанные в досках стенок короба. Это обеспечит лучшее прилегание стекла, его крепление и герметизацию.

После укладки стекла необходимо тщательно обработать «Герметиком» места его прилегания к коробу. Так же тщательно нужно загерметизировать входной и выходной патрубки. С внешней стороны короб следует покрыть двойным слоем краски. После высыхания клея и краски коллектор готов к работе. Останется только установить его на место и подключить к системе отопления.

коллекторы на крышеСолнечные коллекторы на крыше

Самодельный воздушный солнечный коллектор для отопления

Конструктивно воздушные коллекторы отличаются от плоских тем, что у них нет водяного радиатора, который крепится к железному листу. Вместо радиатора из медных труб к листу крепятся ребристые пластины для увеличения площади теплоотдачи. Нагретый в коллекторе воздух через выходной воздуховод вентилятором подается в помещение. Более холодный воздух из этого помещения по входному воздуховоду поступает в коллектор. Воздух в коллекторе может нагреваться до +50°С + 75°С. Таким образом осуществляется обогрев дома.

Некоторые мастера вместо ребристых пластин используют подручные материалы. Например, один немецкий изобретатель сумел собрать воздушный коллектор из алюминиевых банок от пива, кока-колы, пепси и др. Видео своего «изобретения» он разместил в Интернете.

коллектор из жестяных банокВоздушный коллектор из жестяных банок

Смекалка и фантазия людей безграничны. Вне всякого сомнения, могут появиться устройства, сделанные совершенно неожиданным способом и из абсолютно неожиданных предметов. Самое ценное то, что эти устройства будут работать безупречно, надежно и длительное время.

solarb.ru

Как сделать солнечный коллектор своими руками

Ни для кого не секрет, что на сегодняшний день в интернете сложно найти нормальную статью, которая поможет создать эффективный солнечный коллектор своими руками. Чаще всего статьи являются малоинформативными, а проекты сложными в реализации и не каждому подходят. К примеру, солнечный коллектор, основой которого станет радиатор от холодильника или пластиковые отходы может стать подходящим вариантом для дачного участка. Для отопления и обслуживания дома такой коллектор скорее всего не подойдет. В этом случае нужно что-то другое.

Солнечный коллектор, представленный в данной статье характеризуется тем, что он сделан из меди и эффективного селективного покрытия, которое гораздо практичнее обычной матовой краски.

В зимнее время, в пасмурные дни коллектор нагревается до 400С, а в солнечные даже кипятит воду. Показатели на сновании проведенных испытаний в летнее время следующие: при температуре воздуха + 350С сухой коллектор (одинарное остекление) под прямыми солнечными лучами нагревается до + 1560С.

Данная статья окажет значительную помощь при поиске своего варианта создания солнечного коллектора своими руками. Простое, последовательное описание действий в процессе работы даст возможность любому желающему самостоятельно реализовать идею, в результате чего вы получите свою конструкцию, которая станет незаменимой в вашем доме и поможет значительно сэкономить средства.

 

Итак, поехали…

Подготовка в создании солнечного коллектора.

Идея использования солнечной энергии бесплатно – заманчива и интересна. Однако после изучения рынка солнечных коллекторов мне стало понятно, что на самом деле это является очень уж недешевым удовольствием. Стоимость солнечных коллекторов на сегодняшний день довольно-таки внушительная.

Для обычного человека, имеющего средний достаток, купить в одночасье солнечную установку вряд ли представляется возможным. И поэтому многие задумываются о создании солнечного коллектора своими руками. И конечно же будущий коллектор должен работать не только летом, а и зимой греть воду.

Изучив большое количество информации на форумах, просмотрев множество роликов в сети, я решился на создание своего солнечного коллектора, который удовлетворит все мои запросы.

 

Медный абсорбер для солнечного коллектора

 Абсорбер представляет собой поглощающую панель, которая нагревается под лучами солнца. Абсорбер – это основа, без которой установка не будет действовать. В моем случае выбор медного абсорбера был обусловлен тем, что. во-первых, с медью просто работать в домашних условиях благодаря ее гибкости. Во-вторых, этот металл характеризуется высокой проводимостью тепла, что очень важно для эффективной работы солнечного коллектора. В-третьих, из меди мы можем получать селективное покрытие (СuO). Единственным существенным недостатком является стоимость материала. В результате поиска в интернете я остановился на медной ленте неограниченной длины размерами 0,2 мм х 30 см по цене в среднем 110 грн/кг. Для реализации идеи я заказал 8 м медной ленты, которая по весу составила примерно 4, % кг. Обошлось мне это в пределах 500 грн (с доставкой).

Радиатор был создан при помощи спайки двух труб 22мм длиной 125 см и 10 труб 9,5 мм (10мм) длиной 2 м. Найти такие трубы не представляет сложности.

Медный абсорбер для солнечного коллектора

Радиатор из толстых труб (22мм) и тонких (10мм)

В первую очередь я просверлил отверстия в толстых трубах диаметром 9, 5 мм. Затем в полученные отверстия вставил тонкие трубы. Во избежание возникновения значительного гидравлического сопротивления тонкие трубы не должны глубоко торчать внутри толстой трубы – 5 – 10 мм. После этого трубы с легкостью были запаяны при помощи мягкого припоя и флюса фирмы SANHA. Также использовалась газовая горелка с пьезо TOPEX – один из недорогих вариантов.

Солнечный коллектор должен быть герметичным и не протекать.

Стыки труб герметичны. Солнечный коллектор должен быть герметичным и не протекать.

После спайки радиатора на концы по диагонали были припаяны 2 заглушки и 2 резьбы (3/4 дюйма). Далее с одной стороны была вкручена заглушка, а с другой штуцер, на который был надет шланг от компрессора. Затем я залил воду и начал опрессовку – накачано было примерно 7 бар.Во избежание протеканий нужно внимательно отнестись к резьбовым соединениям. Проверить наличие протеканий вы можете при помощи воды и воздуха. К примеру, можно поместить соединения в емкость с водой. Если появятся воздушные пузырьки, значит где-то пропускает и нужно еще раз просмотреть места соединений.

solar-collector3

Резьба с двух сторон по диагонали (3/4 дюйма)

 

Первые шаги по созданию солнечного коллектора своими руками пройдены. Далее все будет еще интереснее.

После проведения опрессовки можно приступать к припайке медной ленты. У меня на это ушло гораздо больше времени, чем на подготовку радиатора. Промучился три дня. Первое что было сделано, это нарезка полосок в количестве 7 штук длиной по 1 метру. После этого, в течение одного дня они были спаяны в единое полотно внахлест (50 – 10 миллиметров). В результате получилось полотно размерами 1 х 2,07 метров.

solar-collector4

Две полосы ленты из меди размерами 1 метр х 30 сантиметров.

Соединенные полосы. Если смотреть слева, сначала идут 4 полосы, отмытые кислотой, затем 3 полосы (чистые)

Следующим шагом было припаивание полотна к готовому радиатору. С целью обеспечения наиболее эффективного теплообмена, припаивать необходимо тщательно и по всей длине трубы, что составляет всего лишь 20 метров. Сначала я выполнял припаивание при помощи фена, а когда закончился мягкий припой, обычной газовой горелкой и простым припоем (ПОС 40). С ним работать сложновато, но при желании вы справитесь. В общей сложности на всю работу понадобилось приперно 500 – 700 г припоя. На сегодняшний день стоимость хорошего припоя (SANHA) в среднем составляет 150 – 170 грн. На рынке можно найти припой и подешевле.

Делаем солнечный коллектор из медных трубок

Трубы прижимались кирпичами и аккуратно выравнивались резиновым молотком.

 Следует отметить один момент относительно места стыка труб и медной ленты. В связи с тем, что под воздействием температуры ленту может повести и деформировать, необходимо достичь минимального зазора и хорошо прижимать трубу к ленте. А маленький зазор должен быть заполнен припоем. В моем случае это заняло два дня с перерывами на обед.

зазоры в свободной трубке,

На фото вы можете увидеть зазоры в свободной трубке, образование которых допускать нельзя.

Труба должна быть очень плотно прижата к медной ленте.

Конечно же определенные опасения после выполнения припайки есть. Не расплавится ли припой, температура плавления которого – 1800С, от летней жары. Будем надеяться, что он выдержит.

солнечный коллектор из меди своими руками

Припайка заняла три дня работы

 

Порядок селективного покрытия солнечного коллектора собственными руками (чернение)

Многие знают, что оставлять абсорбер естественным (медного цвета) не есть хорошо. Оксидная пленка меди (Cu2O) на самом деле является теплоприемником, даже более эффективным чем специальная термостойкая краска. Однако у этой пленки есть недостаток, она подвержена окислению и разрушению. В результате ваш абсорбер может стать сине-зеленого цвета. Самым простым способом является покрытие меди краской черного цвета (термостойкой).На ютубе вы можете найти ролики, где коллекторы, окрашенные термостойкой краской, кипятят воду. Для получения более эффективного солнечного коллектора своими руками желательно нанести покрытие – оксид меди 2 (CuO). Это покрытие черного цвета с хорошим коэффициентом поглощения (70 – 90 процентов). Также оно характеризируется низким коэффициентом излучения (эмиссии). Данный коэффициент зависит от толщины пленки и колеблется от 5 до 20 процентов. Такое эффективное покрытие солнечного коллектора вы можете получить самостоятельно в домашних условиях. Конечно оно не сравнится с заводским, однако оно значительно лучше и эффективнее, чем термоустойчивая черная краска. У краски хорошее поглощение и высокое излучения (в пределах 80 процентов). Это не самый лучший вариант для солнечного коллектора. Покупка специальных селективных красок обойдется вам значительно дороже, чем самостоятельное покрытие оксидом меди. Существует одна сложность – нанесение покрытия. Это сложнее чем обычная покраска. Но в любом случае, выбирать вам: или придется потрудиться или потратить больше денег.

Я выбрал вариант подешевле и решил делать чернение меди. Помимо опытов и подготовок на работу у меня ушло три дня.

Если говорить на языке химии:

CuO получается в результате непосредственного окисления меди, которая и является основой нашего абсорбера. Вам не понадобятся валики или кисточки. Для запуска процесса окисления вы можете выбрать один из описанных ниже способов:

Способ № 1:

  • 1 литр воды
  • 50 – 60 г соды каустической (NaOH)
  • 14 – 16 г персульфата калия (K2S2O8)

Способ № 2:

Аналогичный первому, только вместо персульфата калия используется надсернокислый аммоний (Nh5)2S2O8

Способ № 3

  • 1 литр воды
  • 100 г каустической соды (NaOH)
  • 50 – 60 г хлорида натрия (NaClO2)

Обязательными условиями для все способов являются:

  • подготовка поверхности путем очистки и обезжиривания;
  • температура поверхности и раствора примерно 60 – 650С;
  • в связи с тем, что кислород быстро улетучивается под действием реакции, использовать необходимо только свежеприготовленный раствор;
  • использование дистиллированный воды.

Один из главных моментов – строгое соблюдение техники безопасности

NaOH (едкий натр) разъедает органику, жертвой могут стать кожа, глаза и др. Поэтому ни при каких условиях не стоит прикасаться к раствору незащищенными руками – наденьте резиновые перчатки. Глаза можно обезопасить, надев специальные очки. Не забывайте, что NaOH при взаимодействии с горячей водой вызывает бурную реакцию.

строгое соблюдение техники безопасности

На фото (рука не моя, чужая) показано, какие химические ожоги можно получить. Главное – осторожность.

В процессе подогрева надсернокислый аммоний (Nh5)2S2O8 выделяет аммиак. Поэтому при использовании этого способа необходимо применять средства газовой защиты и желательно не работать в закрытом помещении. Я пользовался газопылевым респиратором, который защищает от аммиака. Вряд ли бы я справился без него. В летнее время вы можете работать и на свежем воздухе. Однако надо помнить, что необходимо поддерживать температуру, необходимую для возникновения химической реакции.

 газопылевой респиратор

Вам нужен газопылевой респиратор. Обычный от пыли (слева) вряд ли поможет.

NaClO2 – хлорит натрия (хлорид – поваренная соль – не путайте) на первый взгляд безопасное вещество, однако не стоит обманываться на его счет. Не стоит его брать голыми руками, поскольку он выделяет хлор, который может нанести повреждения коже. Паснет он конечно «изумительно».

K2S2O8 – персульфат калия (надсернокислый калий) является наиболее безопасным способом. Недостаток – его трудно и дорого достать, нужно заказывать. По поводу этого способа сказать особо нечего, поскольку я его не испытывал.

В любом случае любые реактивы вы можете заказать через интернет. К примеру, любые химические вещества вы можете купить в фирме ТОР (Одесса).

Если эксперимент не удался, есть возможность все исправить. Я использовал для этого ортофосфорную кислоту (одна из основных составляющих Кока-Колы). Она вполне успешно смывает CuO.

Порядок чернения поверхности абсорбера

Идея не очень сложная в реализации. После того как абсорбер был спаян я согнул его края доя формы блюдца. На всякий случай я промазал нижние стыки герметиком (используют при создании каминов). Затем в ведро с кипятильником я опустил подающую трубу и трубу обратки. Горячая вода должна циркулировать и поможет ей в этом циркуляционный насос. Я хотел перелить в полученное блюдце раствор, но эксперимент не удался по нескольким причинам. При помощи насоса вода может циркулировать только по замкнутому контуру. Он не может поднимать воду выше уровня открытой емкости. Также герметик, который я применил вызвал полное разочарование, поскольку он растворился в воде и плохо пропаянные места снова стали проблемой. В общем я даже придумал название для своего изделия – дуршлаг для макаронных изделий.

рабочая поверхность абсорбера с загнутыми бортамиВот так выглядит рабочая поверхность абсорбера с загнутыми бортами.

герметик для солнечного коллектора

Следы герметика на боковой стороне.

Нижний вид солнечного коллектора

Нижний вид солнечного коллектора

И тогда я пошел другим путем. Решил сделать ванну таких размеров, чтобы абсорбер окунуть полностью и очернить его. Исходя из размеров изделия, мне нужно было примерно 30 литров воды, которую еще надо как-то подогреть в подвале без отопления.

На первый взгляд можно было бы очернить полосы по отдельности, что гораздо проще. А уже после этого собрать в единую систему абсорбер. Сразу скажу, это не вариант. Это связано с тем, что медь чернится одновременно с двух сторон и для выполнения пайки пришлось бы в последующем смывать черноту. В процессе смывания ортофосфорная кислота может смытьCuO, что совсем нежелательно. Более того, CuO не выдержит температуру пайки, которая является очень высокой, вследствие чего в этих местах CuOразрушится. Поэтому я и решил сразу полностью спаять абсорбер и чернить готовое изделие полностью.

Ванную я сделал из подручных материалов. Для этого использовались кирпичи, бруски и пленка. Затем я поместил в нее абсорбер в перевернутом виде, так как такое положение потребует меньше раствора. В процессе проведения опытов я заметил, что лучше чернится именно тыльная сторона абсорбера. Скорее всего это связано с тем, что в процессе перемещения вверх кислород окисляет медь на своем пути.

Пример ванной из подручных материалов

Пример ванной из подручных материалов (пока без клеенки)

После того, как абсорбер был помещен в ванную, я наполнил ее раствором, в котором изделие находилось один час. С целью избавления воздуха с поверхности и из-под абсорбера, я время от времени его покачивал. После этого была проведена контрольная проверка, по результатам которой я убедился, что часа было недостаточно и принял решение оставить абсорбер в растворе на всю ночь.

solar-collector15

Куски пенопласта сверху помогут задержать испарения.

Утренняя проверка проводил после тщательного проветривания помещения. Результаты разочаровали – пятна не только остались, а стали еще больше.

solar-collector16

Нижняя часть. Лицевую часть снять не удалось, поскольку после поднятия изделия и стока воды, пятна еще больше увеличились.

 Далее я начала думать о возможности чернения меди локально. Для осуществления идеи я взял маленький насос для фонтанчика (max 35C), который вполне успешно начал гонять воду по абсорберу, который разогрелся до 550С. Для получения высокой температуры нужно было два кипятильника, а у меня был только один. Более того из-за низкой температуры воздуха абсорбер постоянно охлаждался. На подогретую поверхность абсорбера я лил раствор небольшими порциями. В результате некоторые части зачернились. Однако получить идеальный результат не вышло, поскольку с некоторых частей раствор скатывался, не задерживаясь. При помощи газовой горелки мне пришлось разогревать эти части и проходить по ним смоченной губкой и так два раза, после чего медь наконец-то чернела.

 solar-collector17

Вот так все и происходило (как в бане)!

solar-collector18

На фото вы можете увидеть, как я грел абсорбер. Видны термометр и ведро.

 

После всех этих мучения я оставил абсорбер в растворе еще на одну ночь. На следующий день я его промыл и убедился, что покрытие прочное: не стирается и не слазит.

solar-collector19

Еще одну ночь абсорбер высыхал.

Далее несколько фотографий (без комментариев) чистого, сухого абсорбера

solar-collector20solar-collector22solar-collector21

Порядок сборки корпуса солнечного коллектора своими руками

В процессе создания абсорбера у меня было свободное время, которое я использовал для сборки корпуса солнечного коллектора собственными руками. Для этого я решил использовать плиты ОСБ (10мм). Они не тяжелые, крепкие, устойчивы к влаге и сравнительно недорогие. Из них я собрал короб нужных мне размеров. Для соединения частей использовались уголки, показанные на фото:

Уголки, при помощи которых вы можете соединить части фанеры

Уголки, при помощи которых вы можете соединить части фанеры

Готовый короб

Готовый короб (в последующим мне пришлось его разбирать)

Следующим шагом было укладывание тепловой изоляции. В моем случае это была базальтовая вата 5 х 5 см толщиной. Предварительно вата была обрызгана водоотталкивающей жидкостью (гидрофобизатор). Затем вата была покрыта фольгой. Зачем, точно не знаю, но есть одно предположение.Я просмотрел множество информации о солнечных коллекторах своими руками и часто замечал, что абсорбер укладывают непосредственно на вату. В результате абсорбер находится с ней в контакте. Из того, что мне известно, излучение составляет 70 процентов из теплопотерь, в которые входят конвекция, передача тепла, излучение. 15 процентов – передача тепла и конвекция. При помощи фольги я решил избавить изоляционную вату от теплового излучения абсорбера и отражать тепло обратно на абсорбер. Для этого я предусмотрел зазор между абсорбером и ватой (2 сантиметра), что позволит фольге служить отражателем. Без зазора идея работать не будет.

теплоизоляции

Вариант теплоизоляции

Для начала были собраны три стены, далее заведен абсорбер и уложена изоляция четвертой стенки. После этого боковая стенка была прикручена. Если вы решите использовать этот вариант, советую девать все в такой же последовательности, поскольку не представляю, как можно сделать по другому.

установкой поглощающей поверхности солнечного коллектора

Вид перед установкой поглощающей поверхности солнечного коллектора

 Абсорбер в коробе. После этого выложена изоляция

Абсорбер в коробе. После этого выложена изоляция. Вид без боковой стенки (еще не прикручена)

 

Дальнейшие действия уже не такие сложные. Прикрутил кант, сделанный из реек (по периметру) и укрепил его при помощи уплотнительных резинок, которые используются для уплотнения дверей и окон.

деревянный борт для стекла

На фото деревянный борт для стекла

Резинка для уплотнения

Резинка для уплотнения

Благодаря доброте душевной некоторых людей я достал стеклопакеты бесплатно. Исходя из того, что 1 метр кв. весит 20 кг, вес моего стекла в результате составил 46 кг. Поэтому я принял решения сначала установить коллектор, а потом уже заниматься стеклом. Во избежание запыленности солнечного коллектора своими руками он был обернут пищевой пленкой. В таком состоянии он находился несколько дней, пока не наладилась погода и я не нашел человека, который мне сможет помочь. Помощь в моем случае была необходима из-за объемного размера изделия.

Солнечный коллектор перед установкойСолнечный коллектор перед установкой

 

Проведение первых испытаний Солнечного коллектора

 Испытания проводились 28 февраля. Был тихий, безветренный день. Температура воздуха составляла +60С. Было немного облачно.Мы, я и помощник, вынесли солнечный коллектор на улицу. Это не составило труда, поскольку, несмотря на то, что он габаритный, вес его небольшой благодаря составляющим – фанера, вата, медь. Размер изделия получился следующим: 1,09 х 2,18 метров. После установки солнечного коллектора мы протерли стеклопакеты. Вынос стеклопакетов не занял много времени, но за эти минуты патрубок уже нагрелся. После выноса третьего стеклопакета за патрубок уже нельзя было держаться из-за его высокой температуры. Прошло всего полчаса, но продержать руку, прижав ее к патрубку, более 3-х секунд не получалось. Приятно, что средства и силы, потрачены на изготовления солнечного коллектора своими руками не зря. Когда пригрело солнышко ситуация стала еще интересней – из коллектора пошел пар. Было такое ощущение, что вся конструкция – большой самовар. В результате я пришел к выводу, что эксперимент удался. Каждая порция воды быстро кипятилась (примерно 10 секунд) и из патрубка выходил кипяток. Если верить термометру – 97 – 980С. Конечно бывает и получше, но для солнечного коллектора своими руками, я думаю, результат неплохой.

Ниже я выложил еще несколько фотографий с комментариями

Солнечный коллектор перед установкой

Солнечный коллектор в полный рост!

В утреннее время часть солнечного коллектора затенена домом

В утреннее время часть солнечного коллектора затенена домом

Во время простоя теплоизоляция плавится

Во время простоя теплоизоляция плавится

 Во время простоя теплоизоляция плавится

Во время простоя температура на выходе составила 1190С.

 

Рекомендуем прочесть:

www.solar-battery.com.ua

Как сделать коллектор солнечный своими руками?

Владельцы частных домов постоянно ищут новые возможности по экономии на отопительных системах и процессе подачи горячей воды. Актуальность решений возрастает в связи с подорожанием коммунальных услуг в последнее время. Солнечные коллекторы для нагрева воды – одна из конструкций, позволяющая решить вопрос.

Солнечный коллектор на крыше дома

 

Как они работают?

Солнечный обогреватель работает на одном главном принципе – поглощение или абсорбция солнечной энергии, для чего используется специальное приёмное устройство. После прохода через него энергия поступает к теплоносителю. Главное, чтобы это происходило с минимумом потерь. Приёмниками могут выступать трубки, которые надо изготовить из меди или стекла. Их окрашивают в чёрный цвет.

Всем известно, что именно тёмная окраска способствует наиболее эффективному поглощению световой энергии. Функцию носителя тепла передают воде, хотя иногда могут отдавать предпочтение и воздуху. Солнечный коллектор для нагрева воды делится на следующие виды:

  1. Водяные вакуумные
  2. Водяные плоские
  3. Воздушные

Простотой конструкции вместе с низкими ценами отличается любой обычный солнечный вакуумный коллектор. Устройство выглядит как панель. Она служит приёмником для энергии от солнца, с металлической основой. Сам он заключается в корпус с дополнительной обработкой, придающей герметичность. С задней стороны у стального листа есть специальные рёбра, которые делают теплоотдачу более эффективной. Стальной лист так же укладывается на дно с дополнительной изоляцией от тепла. Прозрачное стекло монтируется спереди. Специальные проёмы с фланцами располагаются по бокам. Они нужны, чтобы подключать воздуховоды, либо другие солнечные панели. Без них невозможно собрать солнечный водонагреватель своими руками.

Одна сторона проёма принимает воздух. Он проходит между рёбрами из стали, и выходит с другой стороны, получив тепло от внутренней конструкции.

Самодельные солнечные водонагреватели имеют свои особенности. Эти устройства не могут похвастаться высокой эффективностью в плане обогрева помещений. Потому возникает необходимость монтировать сразу несколько панелей, объединённых в одной батарее. Не обойтись без специального вентилятора для дома. Ведь нагретый воздух не уходит вниз сам по себе.

Воздушный солнечный коллектор легко изготовить собственными силами, ведь в их конструкции нет ничего сложного. Но потребуется использовать большое количество исходного материала. И результат всё равно не будет радовать эффективностью. Потому многие предпочитают думать, как собрать водяные разновидности.

 

Плоские коллекторы: как они устроены?

Именно такой вариант больше всего интересен людям, собирающим всё самостоятельно. У таких конструкций для дома есть несколько особенностей.

  • Воздушный солнечный коллектор снабжается корпусом, который обычно имеет прямоугольную форму, изготавливается из обычных металлов, либо сплавов с алюминием.
  • Внутри корпуса монтируют тепловой приёмник. Сам приёмник выглядит как пластина, внутри которой запрессован змеевик. В производстве применяются вакуумные трубки.
  • Приёмники чаще бывают медными, либо алюминиевыми. А сами покрываются дополнительным слоем чёрного цвета для абсорбции. Тогда воздушный солнечный коллектор становится более эффективным.

В нижней части пластины имеют дополнительную отделку из теплоизоляционных материалов. Прочное стекло, либо поликарбонат могут стать дополнительными крышками. Своими руками солнечный коллектор собрать просто при помощи этих деталей.

солнечный коллектор для отопления дома

Пластины в чёрном цвете способствуют тому, что самодельные солнечные коллекторы лучше поглощают энергию. После этого носитель переходит к следующему элементу. Само стекло необходимо для решения двух важных задач:

  1. Пропуск солнечной радиации в теплообменники. Своими руками вакуумный вариант собирается быстро.
  2. Устойчивость к ветровым нагрузкам и осадкам. Из-за них снижается производительность, которой могут обладать вакуумные солнечные коллекторы.

Для соединений значение имеет герметичность. Попадание пыли внутрь недопустимо. Стекло не должно терять прозрачности, хотя бы за минимум эксплуатационного срока. Проникновение воздуха снаружи внутрь недопустимо, ведь тогда тепло просто выветривается. Это определяет, эффективно ли работает солнечный коллектор, воздушный в том числе.

Оптимальное соотношение между ценой и качеством делают данную разновидность гелиосистемы  одной из самых популярных среди покупателей, с любым уровнем подготовки. Домашние мастера любят такие солнечные коллекторы для отопления дома, чему способствует элементарность конструкции. Но подобные воздушные коллекторы подходят для организации системы на южных территориях. Падение температуры в воздухе снаружи приводит к тому, что сделать солнечный коллектор эффективным не получится.

О вакуумных коллекторах

Одна из разновидностей водяной гелиосистемы. Включена в высокую ценовую категорию благодаря инновационным решениям и современным технологиям. Но никуда не делся и стандартный нагрев воды солнцем, просто к нему в дополнение используют новые детали.

наглядная схема из чего состоит солнечный коллектор

Изделия, из медных труб, в том числе, предполагают реализацию двух возможных решений:

  • Изоляция, при которой применяется вакуум
  • Применение парообразующей энергии для обогрева, либо конденсации от вещества, которое кипит при низкой температуре

Заключение абсорбера в вакуум – идеальное решение для того, чтобы обеспечить дополнительную защиту, создать эффективный солнечный нагреватель воды своими руками. Внутри стеклянной колбы должна находиться трубка из меди. У неё внутри – хладагент, а снаружи имеется дополнительный слой абсорбции. Проводится откачка воздуха из пространства между частями. Когда солнечные лучи воздействуют на хладагент, он закипает. После чего вещество приобретает парообразную форму. Затем идёт движение вверх. Затем снова появляется жидкость, когда состав взаимодействует с теплоносителем через тонкие стенки, которыми снабжаются солнечные коллекторы, и вакуумные виды.

По сравнению с обычными схемами обогрева дома, количество поглощённой веществом энергии возрастает, когда оно превращается в пар. Удельная теплота больше теплоёмкости. Потому не вызывает сомнений то, что будет эффективно работать воздушный и солнечный коллектор, своими руками собрать который просто. Конденсация хладагента происходит внутри трубы, где есть проточный носитель тепла. Энергия сама передаётся по такому устройству, после чего стекает вниз, чтобы снова собрать солнечную энергию.

Понижение температуры не оказывает влияния на водонагреватель, и солнечный водонагреватель – не исключение. Сохранение работоспособности гарантировано даже при сильных морозах. Допустимо применение в районе Дальнего Севера. Нагрев воды зимой происходит с большей интенсивностью, нежели в летнее время. Ведь зимой процессу мешает облачность, солнце даёт гораздо меньше тепла. Домашние условия делают невозможным изготовление стеклянных колб, у которых откачан воздух.

Есть специальные вакуумные трубки, в них носители тепла заливаются прямо. Но последовательное подключение становится в данном случае главным недостатком. Придётся менять весь солнечный коллектор для отопления дома, даже если из строя выходит только одна колба.

О возможных схемах подключения

От правильной установки, подключения сильно зависит эффективность работы. Сейчас существует множество вариантов для решения вопроса. Главное – не стараться искать самые сложные водяные изделия. Допустимо применение базовых схем, с которыми может разобраться каждый. Они предполагают, что внутрь поступает просто горячая вода от солнца.

схема как работает солнечный коллектор

Вариант «летний»:Данной схемой подогрева воды можно воспользоваться практически в любых условиях. Допустима установка бака на улице, когда горячей водой пользуются в летних постройках. Другое дело – если жидкость разносится по дому, внутри помещений. Тогда и бак монтируют внутри коллектора, солнечные лучи используются меньше.

  1. Такое устройство солнечных коллекторов предусматривает, что вода циркулирует в естественном порядке.
  2. Солнечные батареи с добавлением аккумуляторов устанавливают на 800-1000 миллиметров ниже по сравнению с уровнем ёмкости, куда планируется подавать жидкость.
  3. Чтобы собрать воздушные солнечные коллекторы воедино, надо взять трубы с не меньшим диаметром, чем ¾ дюйма.
  4. Главное – следить за утеплением стенок, тогда не придётся думать о необходимости сохранять тепло. Подходит минвата с толщиной минимум в 1000 миллиметров, либо пенополиуретан.

Но лучше сделать так, чтобы для ёмкости было создано отдельное стационарное укрытие. Тогда можно не беспокоиться о том, что солнечные системы для нагрева воды будут менее эффективными.

Принцип работы у солнечного коллектора для дачи  данного типа предполагает, что естественная циркуляция отсутствует. Иначе вода не получит серьёзной инертности движения в воздушном пространстве. При больших расстояниях между устройством и баком вода снижает свою температуру. Часто в таких ситуациях устанавливают циркуляционные насосы, чтобы солнечный бойлер работал эффективнее.

Летняя схема для подключения

В контур коллекторов тепловых заливается не обычная вода, а специальный теплоноситель, если устройство планируется использовать круглый год. Используются антифризы или незамерзающие жидкости. Тогда и схема выглядит иначе по сравнению с описанным выше вариантом. Необходима установка бойлера, поддерживающего косвенный нагрев.

Антифриз нагревается внутри устройства, проходит через змеевик-теплообменник, согревает воду внутри бака. В процессе участвует вакуумная трубка от солнечного коллектора.

Не обойтись без встраивания расширительного бака, а ещё – «группы безопасности». В неё входят:

  1. Автоматический воздухоотводчик.
  2. Манометр.
  3. Предохранительный клапан. Это обязательный элемент, если кто-то собирает вакуумный солнечный коллектор своими руками.

Носители тепла не будут постоянно двигаться, если нет насоса с принудительной циркуляцией. Воздушное отопление устроено несколько иначе.

 

Отопление от солнечных коллекторов

В данном случае так же ставятся бойлеры с косвенным нагревом. Отопление подключается к коллектору. Для дополнительного нагрева используют ещё один котёл, который работает на газе, либо с использованием твёрдого топлива. Котёл можно просто отключать время от времени, если плоские солнечные коллекторы справляются с работой самостоятельно.

принцип работы солнечного коллектора

Не стоит ждать от коллекторов увеличения эффективности в регионах с холодными зимами. Ведь в это время солнце находится низко по отношению к горизонту, и лучей даёт совсем мало. Потому необходимо предпринимать дополнительные меры, чтобы обогреватели на солнечных батареях лучше справлялись с работой. Но солнечная батарея помогает сэкономить даже в таких ситуациях, ведь нужно будет просто тратить меньше топлива на то, чтобы получить необходимую температуру.

Чем большую площадь занимают вакуумные коллекторы – тем большее количество тепла они в себя вбирают. Оптимальное решение – когда коллектор по площади занимает около 40-45 процентов от общей площади дома.

Горячее водоснабжение и отопление от коллектора

В системе коллекторов допустимо объединять сразу два варианта, о которых говорилось ранее. Только это позволяет сразу открыть доступ к горячей воде и отоплению. Вода помещается внутри специального бойлера с ёмкостью и змеевиком. Через этот змеевик и циркулирует сам теплоноситель.

Размер внутреннего бака уступает внешнему. Потому и на нагрев воды уходит не так много времени.

Бойлер надо подключить к дополнительному устройству у коллекторов, отвечающему за нагрев. Обычно за это отвечает котёл газового или электрического типа, либо теплогенератор с твёрдым топливом. Он ставится в солнечный коллектор отопления.

Температура часто становится нестабильной при использовании солнечных батарей в таких устройствах, как самодельный солнечный коллектор.  Может произойти и обратная ситуация – когда слишком быстрым становится охлаждение. Именно по данной причине систему необходимо снабжать автоматическими элементами. Контролирующее устройство отвечает не за одну функцию:

  • Перенаправление потоков.
  • Включение, выключение циркуляционных насосов.
  • Проведение любых других операций, связанных с управлением.

Гибкие трубы и шланги для изготовления

Шланги и гибкие трубы коллекторов хороши тем, что позволяют значительно сократить время, требующееся для нагрева воды. Именно поэтому данные материалы часто используются в самостоятельном изготовлении устройств типа солнечного коллектора и воздушного устройства. Такие модели дешевле магазинных. Потребуется самому приложить небольшие усилия, чтобы солнечные нагреватели работали правильно.

Приспособления состоят из одной, либо нескольких секций. Именно в них плотно укладываются сами шланги, которые скручиваются как спираль.

Это один из самых простых  коллекторов для самостоятельного изготовления. Но есть и один недостаток, который для кого-то перевешивает достоинства – циркуляция искусственного типа обязательна. Гидравлическое сопротивление будет больше напора при контурах со слишком большой длиной. Но совсем не сложно подключить насос к самодельному солнечному водонагревателю.

Подобные солнечные обогреватели помогают согревать и воду в бассейнах. Их соединяют с фильтрационной системой, в обязательном порядке подключенной к насосу. Воде хватает времени, чтобы нагреться перед тем, как поступить непосредственно в бассейн. Воздушные солнечные коллекторы своими руками собираются просто и позволяют серьёзно сэкономить.

Некоторые ситуации допускают отсутствие накопительного бака. Например, если водой пользуются только днём, и в небольших количествах. Главное предварительная подготовка деталей соединения для труб и шлангов. Есть разные виды фитингов. Останется только выбрать ту, что подходит для той или иной ситуации.

svetuvas.ru