Солнечные коллекторы для отапливания

Рукодельный солнечный коллектор для отапливания дома

экологически Чистые источники энергии из года в год получают все широкое распространение. Это и понятно, ведь человечество стремится очень эффективно применять присущие в наличии ресурсы и при этом не наносить вред внешней среде.

Внимание! Самым многообещающим энергетическим источником считается солнце.

Собственно поэтому всё более людей думает про то, как выполнить солнечный коллектор для отапливания дома собственными руками. В большинстве случаев это вызвано открытостью и доступностью этой технологии для широких масс.

А дело все в том, что каких-то 20 лет тому назад об аналогичном нельзя было даже подумать. Но быстрое развитие технологий натолкнуло промышленность к оптимизации существующего производства и созданию систем, которые по силам сделать каждому.

Основной плюс энергии солнца состоит в её бесконечности. Мало того, специализированные устройства разрешают получать достаточно тепла даже зимой. Аналогичного эффекта можно достичь, если сделать рукодельный солнечный коллектор для отапливания дома на вакуумной основе. Но такая конструкция довольно трудна и просит дорогих материалов.

Виды систем

Прежде чем перейти к созданию самодельного солнечного коллектора, работающего за счёт энергии солнца следует рассмотреть главные виды конструкций, который нашли большое распространение в отопительных системах домов:

Воздушные солнечные коллекторы для дома. Наверное, это одна из очень простых самодельных конструкций для отапливания. Тепло вырабатывается за счёт образования парникового эффекта. Дело все в инфракрасном излучении. Оно попадает через специализированную плёнку и поглощается теплоприемником. Этот заряд передаётся воздуху. Он же применяется для того, чтобы обогревать дом.
Мобильные самодельные системы, работающие благодаря аккумуляторам. Это гораздо более непростые, с технической точки зрения, солнечные коллекторы, которые имеют в наличии механизм, дающий возможность пластинам следовать за солнцем. Даная характерность дает возможность максимально эффективно осуществить домашнее отопление. Основным элементом данной конструкции считается зеркало и ТЕН. Главный минус — высокая отпускная цена и техническая сложность.
Плоские самодельные солнечные коллекторы. Только представьте чёрный ящик, который с помощью специализированного покрытия собирает излучение ультрафиолета и обеспечивает домашнее отопление. Для правильной работы системы необходим определённый угол. Эфективность зависит от размеров пластин и их положения. Главное положительное качество — дешевизна.
Самодельные солнечные коллекторы на основе труб. Только представьте устройство, состоящее из чёрных труб. В середине двигается тепловой носитель. Основной плюс подобной системы для отапливания дома состоит в большой площади принятия световых лучей за счёт в форме круга.
Вакуумные самодельные солнечные коллекторы. О данных системах для отапливания дома вскользь уже говорилось. Если же рассматривать их более детально, то станет ясно, что они считаются некой вариацией трубчатой конструкции, только намного намного сложной. Тут есть 2 трубы. Одна размещается в середине другой. Первая прозрачная, вторая чёрная. В середине последней находится тепловой носитель. Прослойка между ними — вакуум. Его наличие обеспечивает очень высокую тепловую изоляцию.
Коллекторы-концентраторы. Такие же солнечные системы оснащены рефлекторами. Они отвечают за фокусировку лучей солнца. Вследствии этого удаётся достичь лучшего домашнего отопления. Система зеркал и отражателей дает возможность повысить плотность потока света. Данные устройства оснащаются датчиками, следящими за положением светила.

Как можно заметить, существует очень много видов солнечных коллекторов, которые разрешают обеспечить стабильное домашнее отопление. Но абсолютно не все из них можно создать собственными руками. Естественно, в теории это реально, Но тогда нужны специализированные знания и дорогие материалы.

Рабочий принцип

Прежде чем приступить к постройке самодельного солнечного коллектора для отапливания дома не будет мешать разобраться за счёт чего он может эффектно обогревать воду. Образно говоря устройство можно разделить на три составных части:

аккумулятор,
световой улавливатель,
тепловой носитель.

Задача аккумулятора самодельного солнечного коллектора для отапливания дома преобразовывать энергию солнца. В вакуумных конструкциях работает принцип термоса.

В большинстве случаев в виде теплоносителя применяется вода. Однако для высокой эффективности лучше залить вовнутрь самодельного солнечного коллектора для отапливания дома антифриз. Также если у вас есть желание применять его и во время зимы, нужны вспомогательные теплообменные аппараты, 2 контура и приличная площадь пластин.

Как выполнить солнечный коллектор из старого холодильника

Подготовка

Сначала для создания этой отопительной системы вам потребуется отыскать устаревший холодильник со змеевиком. Потом вам необходимо его извлечь. Если же старого холодильника рядом нет, то полотенцесушитель можно создать собственными руками из медных или трубок из стали.

Для создания настоящего самодельного коллектора вам также потребуются такой материал:

Также потребуется ёмкость для воды. Наиболее оптимально применять бочку достаточной для вашей системы ёмкости. Также нельзя упускать из вида трубы для слива и подачи.

Внимание! Выберите для конструкции прочные и хорошие вентили.

При помощи этих всех несложных материалов, которые можно добыть в гараже, вы сделаете надёжный рукодельный солнечный коллектор для отапливания дома. Он сумеет обеспечить достаточную вам температуру в середине помещения.

Делаем коллектор

Чтобы выполнить рукодельное теплоснабжение нужно чётко следовать инструкции. Это даст возможность получить необходимый результат с наименьшими затрат труда. Метод создания конструкции состоит из следующих шагов:

Промойте полотенцесушитель. В середине конструкции не должно остаться антифриза.
Вокруг самодельного змеевика соорудите каркас. Его основой как правило выступают традиционные планки. Размеры конструкции прямо зависят от показателей устройства.
Ковер должен подходить, выполненному вами каркасу. Крайне важно, чтобы полотенцесушитель был поставлен не вплотную, а имел некоторое рабочее пространство для.
На коврик из резины следует уложить фольгу.
Как только фольга будет положена рукодельный полотенцесушитель крепится при помощи хомутов. Их можно добыть с того же холодильника.
Зафиксировать хомуты прекраснее всего при помощи винтов.
В самодельной конструкции нужно выполнить пару отверстий. Через них будут выходить трубки змеевика
Очень и очень важно закрепить днище. С такой задачей замечательно управятся планки. Прекраснее всего их закрепить с другой стороны.
Установите сверху стекло. В качество начального материала можно применять старое окно. В исключительном случае его можно выбрать в магазине строительных материалов.
Для фиксирования стекла подходит традиционный скотч. Для большей надёжности периметр можно закрепить парочкой саморезов.

Сейчас рукодельный солнечный коллектор осуществлен. Как следствие вы получаете настоящее домашнее отопление, позволяющее вам своими силами менять температуру в середине. Основным его положительным качеством считается большая степень автономности.

Но чтобы собранная рукодельная конструкция для отапливания дома показала достаточную результативность, её ещё необходимо качественно установить. Панель должна быть обращена к югу. Нормальным считается Наклон в 15-20 градусов.

Внимание! Прекрасным считается наклонный угол, составляющий 35 градусов.

Относительно места установки. Замечательно для самодельной конструкции подходит крыша дома. Но возможны и альтернативы, например, панели можно поставить на участке. Но результативность подобного теплоснабжения будет значительно меньше.

Если же вы решите установить рукодельный коллектор во дворе дома, то нужно побеспокоится о наклонных опорах. В другом случае теплоснабжение будет малоэффективным. Угол не меньше чем в 15 градусов необходим, чтобы на поверхности стекла не скапливались осадки. Из-за них происходит преломление света, и устройство хуже не прекращает работу.

Создать рукодельный солнечный коллектор не так-то уж и трудно. Не обращая внимания на это он дает возможность обеспечить домашнее отопление даже зимой при условиях внесения некоторых технических модификаций в основное устройство.

Солнечные коллекторы для отапливания: какой лучше

Солнечные коллекторы — системы сбора тепла, поступающего от солнечных лучей. Именно данные устройства лучше применять для традиционного отопления: в них нагревается тепловой носитель. Потом он подается в систему обогрева (лучше — в пол с подогревом) или горячего водообеспечения.

Конструктивно каждая установка состоит из самой фотоэлектрической батареи и резервуара для воды которая нагрелась (бачки бывают с теплообменным аппаратом при применении в виде теплоносителя антифриза). В местах с маленьким количеством солнечных деньков в бачка для воды можно установить запасной нагреватель. Практически всегда это Трубчатый нагреватель. Однако нельзя забывать, что включать второй источник необходимо не параллельно, а постепенно. Лишь тогда он будет работать лишь в случае если энергии солнца для нагревания до установленных температур не хватает. В данном случае система будет практично тратить платные источники энергии.

Важная схема отопления дома с солнечными коллекторами

По зданию солнечные коллекторы для отапливания бывают:

Есть еще коллекторы концентраторы, однако это уже системы промышленного типа, которые состоят из большинства параболических зеркал, установленных на подвижных опорах. Положение зеркал изменяется системой слежения, которая даёт команды сервомоторам, изменяющим положение зеркал вслед за движением солнечного света. Подобные системы способны обогревать тепловой носитель до 120-250oC, но очень сложны и дороги. Для бытового теплоснабжения подойдут мало.

Плоские коллекторы

Плоские гелиоколлекторы — это рама из металла, на которой, если взглянуть снизу-вверх, закреплены:

Схема плоского коллектора

пластина корпуса;
термоизоляционный слой;
световозвращающий слой (есть не во всех моделях) ;
пластина теплосборника (теплопоглотителя или называют еще адсорбирующая пластина), к которой припаяны теплообменные трубки;
прозрачная прозрачная крышка (стекло закаленное с 95% показателем пропускания света или не меньше прозрачный пластик).

Также на корпусе есть выпускной и впускной отрезок трубы — через них двигается тепловой носитель.

Можно найти модели открытые — без крышки. Единственное их положительное качество — невысокая стоимость, однако они очень неэффективны и абсолютно неработоспособны при минусовых температурах. В виду того, что крышки нет, поглощательное покрытие быстро рушиться, так что служат открытые коллекторы пару сезонов, а из-за собственных свойств могут применяться для подогрева воды в бассейне или в душе. Для отапливания они бесполезны.

Внешний вид плоского коллектора

Рабочий принцип плоского солнечного коллектора следующий: лучи солнца практически полностью проходят через верхнее стекло с эффектом защиты. От данных лучей нагревается поглотитель тепла. Тепло, разумеется ясно излучается, но наружу практически не выходит: прозрачное для лучей солнца стекло, тепло не пропускает (позиция «в» на диаграммах). Выходит, что тепловая энергия не рассеивается, а сберегается в середине панели. От этого тепла греются теплообменные трубки, а от них тепло подается циркулирующему по ним тепловому носителю.

Правила расположения плоских коллекторов

Коллекторы данного типа должны находиться под угол 90o в отношении к падающим лучам света. Чем точнее выставлен этот угол, тем больше тепла собирает система. Ясно, что на неподвижной крыше регулярно держать этот угол нереально, но разместить панель необходимо таким образом, чтобы на нее как можно времени больше падал свет. Есть довольно недешевые устройства, которые меняют положение панели в отношении к солнцу, поддерживая хороший угол падения лучей солнца. Их называют системами слежения.

Гелиоустановки показывают высокую эффективность, если солнечные лучи падают под прямым углом

От чего обуславливается цена

Цена плоского коллектора в большинстве случаев зависит от использованных материалов. Так корпус может быть металлический или из стали оцинкованной. Корпус из алюминия лучше, но обойдется намного дороже. Бывают еще корпуса из полимерного материала. Они отличаются большой надежностью и прочностью.

Серьёзное влияние на результативность оказывают теплообменные трубки и материал пластины-теплосборника. Они могут быть металлическими (подобные панели стоят намного дешевле) и медными. Медные намного дорогие, но и намного долговечные, также они имеют более большой коэффициэнт полезного действия. Для России, даже для южных ее регионов, применять было бы неплохо собственно их. Так как инсоляция даже на юге не всегда бывает чрезмерной, скорее ее не всегда хватает для отапливания.

Стоимость на плоский коллектор зависит от материалов, из которых он осуществлен

Главное также покрытие пластины теплосборника: чем ближе к полному черному цвету оно будет, тем меньше проявится лучей и больше выйдет в результате тепла. Потому технологи регулярно работают над усовершенствованием данного покрытия. В первые моделях это была простая черная краска, на сегодняшний день же — напыление черного никеля.

Пластиковые коллекторы

В отдельный вид необходимо выделить пластиковые солнечные коллекторы. В простейшем варианте это две поликарбонатной панели, которые закреплены на раме из алюминия. Между ними наварены или наплавлены ребра, создающие в панели лабиринт для тока воды. Сверху панели расположено впускное отверстие, в нижней — выпускное. В верхнее заливается прохладная вода, которая, проходя по лабиринту, нагревается и выходит с более большой температурой через нижнее. Система применяется чтобы нагреть воду летом. Из-за малого сопротивления в плане гидравлики достаточно хорошо функционирует в самотечной системе. Этот вид солнечного водогрея — прекрасный вариант обеспечения горячей водой дачи в огородный сезон.

Пластиковые коллекторы служат чтобы нагреть воду. Превосходный вариант для дачного домика или дачи

Но порой пластиковыми солнечными коллекторами называют полноценные коллекторы для отапливания. Просто в них верхняя крышка сделана не из стекла, а из того же поликарбонатного материала или иного пластика, отлично пропускающего лучи солнца. Подобные модели меньше склонны к риску: пластики очень крепкие, чем стекло (даже закаленное).

Трубчатые гелионагреватели

В системах нагрева одна из первоочередных задач — гарантировать сохранность тепла и не позволить его потерь. Чтобы это сделать применяются различные теплоизоляторы и среды, предупреждающие рассеивание энергии тепла. Очень продуктивный утеплитель — вакуум. Данный принцип и применен в трубчатых или, как называют их еще по другому, вакуумных солнечных коллекторах. Но вакуумные гелиоколлекторы бывают четырех модификаций. Они имеют различный тип трубки из стекла и самые разнообразные тепловые каналы.

Так смотрятся трубчатые гелиоустановки

Типы трубок

Сегодня как правило применяются два типа трубок: коаксиальная (труба в трубе) или перьевая. Коаксиальная трубка по зданию напоминает термос: две колбы плотно спаяны между собой одним из кончиков, между стенками — разреженное пространство — вакуум. На стенку второй колбы нанесён поглощающий слой. В нем лучи солнца преобразовуются в энергию тепла. Внутренняя стенка колбы нагревается, от нее нагревается воздух в середине колбы, а от него со своей стороны нагревается тепловой носитель, который двигается по тепловому каналу. Из-за сложной системы теплопередачи нагреватели с подобными трубками имеют не очень большой коэффициэнт полезного действия. Но применяются они чаще. По тому причине, что работать могут когда будет угодно, даже в крепкие морозы и имеют маленькие потери тепла (из-за вакуума), что делает лучше их результативность.

Перьевая трубка — это только одна колба, но с большей толщиной стены. Вовнутрь вставляют тепловой канал, который с целью улучшения отдачи тепла снабжают плоской или чуть извилистой пластиной из адсорбирующего материала. После этого трубка вакуумируется. Данный тип имеет более большой коэффициэнт полезного действия, но стоит значительно дороже коаксиальных. Более того более непростая замена при выходе трубки из строя.

Перьевая трубка — в середине пластина, напоминает перо

Виды тепловых каналов

На сегодняшний день популярны два типа тепловых каналов:

Heat-pipe
U-type или прямоточный канал.

Рабочая схема теплового канала Heat-pipe

Система Heat-pipe — это пустотелая трубка с тяжелым наконечником на одном конце. Это наконечник сделан из материала с хорошей отдачей тепла (очень часто медь). Наконечники соединяются в единую шину — манифолд (manifold). Их тепло забирает циркулирующий через манифолд тепловой носитель. Причем циркуляция носителя тепла может быть организована по одной или двум трубам.

В середине трубки находится легко кипящее вещество. Пока температура низкая, оно будет в жидком состоянии снизу теплового канала. По мере нагрева начинается его кипение, часть вещества переходит в газообразное состояние, подымается вверх. Разогретый газ возвращает тепло металлу массивного наконечника, охлаждается, переходит в состояние жидкости и по стенке течет вниз. Потом он опять нагревается и т.д.

В трубчатых коллекторах с прямоточным каналом применяется более обычная схема теплопередачи: есть U-образная трубка, по которой двигается тепловой носитель. Проходя по ней, он нагревается.

Теплообменные аппараты U-типа показывают лучшую продуктивность, однако их основной минус — они считаются неделимой частью системы. И при повреждении одной трубки в фотоэлектрической батарее менять придется всю ее полностью.

Теплообменные аппараты Heat-pipe типа практически не эффективны, но применяются очень часто в виду того, что система выходит модульной и каждая повреждённая трубка меняется достаточно легко. Просто из манифолда достается одна, вместо нее ставится иная. Как это происходит, вы можете увидеть в видео. Как ни удивительно, но так собирается вакуумная трубка для солнечных коллекторов. И противоречия здесь нет. Просто применена коаксиальная колба и вакуум находится между ее стенками, а не вокруг теплового канала.

Индивидуальным видом солнечных трубчатых коллекторов являются установки прямого нагрева. Называют их еще по другому «мокрой трубкой». В такой конструкции между 2-мя колбами течет вода, она и нагревается от их стенок, потом поступает в резервуар. Эти установки просты и дешевы, однако не как правило будут работать под очень высоким давлением или при минусовых температурах (вода замерзает и рвет колбы). Такой вариант для отапливания негоден, можно применять чтобы нагреть воду в тёплый сезон.

Тепловой носитель в коллекторах

По внутренним теплообменным трубкам может циркулировать как вода, так и антифриз. Применять воду можно в регионах, в которых минусовых температур не бывает или планируется работа системы исключительно в жаркий период времени (на дачах, к примеру). Однако при сезонном применении перед консервацией на зиму с панелей нужно слить всю воду. В любой другой ситуации и регионах требуется заливка антифриза или его раствора воды (зависит от очень маленьких температур в регионе).

Необходимо помнить, что при применении антифриза в баке-аккумуляторе будет располагаться полотенцесушитель, а циркуляция носителя тепла будет обеспечиваться насосом. Система такого типа именуется «замкнутой»: по гелиосистеме двигается тепловой носитель по замкнутому контуру.

Если через коллектор течет антифриз, в бачке стоит теплообменный аппарат

Многих пугает зависимость от наличия электричества. Нужно заявить, что можно найти модели плоских солнечных коллекторов с конвективной циркуляцией. Их КПД ниже из-за меньшей скорости продвижения носителя тепла, однако они вполне работоспособны. Правда, для организационных работ настоящего теплоснабжения понадобятся большие площади.

Для тех, кого не устраивает снижение эффективности, есть другой выход: обеспечение запасного питания. В упрощенном варианте это источник бесперебойного питания с несколькими автомобильными аккумуляторами. Это даст пару часов работы без электричества в сети. Для более долговечной работы понадобится уже генератор. Есть и вариант третий: насосы, работающие от энергии солнца. Однако они пока редкость. И четвертый способ: установить фотоэлектрическую панель и аккумуляторы, которые и будут резервным источником питания.

При применении воды в виде теплоносителя, она из бака накопительного поступает на гелиоколлектор, где нагревается. Нагретая идет назад в резервуар, и потом прямо идет в систему обогрева и горячего водообеспечения. Так как из системы вода тратится, то она именуется «открытой». Вода при подобной системе безвредна в бактериальном и биологическом проекте: в теплообменных трубках она нагревается до больших температур, так что погибают все микробы.

Воздушные коллекторы

Не всегда можно или желание устраивать полную систему обогрева, частью которой являются все гелиосистемы, о которых речь шла выше. Но сэкономить на обогреве помещения можно без устройства системы. И смогут помочь в этом воздушные коллекторы. Полностью поменять водяное отопление они не могут, но уменьшить затраты могут.

Принцип теплоснабжения воздушными конвекторными обогревателями

В самом примитивном случае воздушный солнечный коллектор — это две пластины, между которыми устроен лабиринт, по которому проходит воздух. Внешняя пластина имеет отверстия (перфорирование) в которые проходит прохладный воздух. Проходя по лабиринту, он нагревается и потом через отверстие в стене дома проникает вовнутрь. Работать система может с применением вентилятора (в принудительном порядке циркуляция) либо же без него. Все может зависеть от формы.

Ставится такой солнечный воздухонагреватель чаще на южной стене (возможна конвективная циркуляция за счёт восходящих потоков тёплого воздуха), но можно создать и на крыше (с вентилятором).

Очередной вариант теплоснабжения с применением воздушного гелиоколлектора

Большого нагрева вы в данных устройствах не получите: КПД у них совсем маленький, но до 30-45oCв прохладные дни или до 50oC в жаркие дни воздух подогреть можно. Исключительно для получения положительного эффекта воздушные коллекторы должны содержать более чем хорошие размеры. Для увеличения КПД вторую стенку выполняют из теплопоглощающего материала, применяющегося в плоских коллекторах. Также тыльную стенку утепляют, предостерегая рассеивание тепла. Но результативность все равно остается невысокой: воздух в 4000 раз менее теплоемкий если сравнивать с водой.

Какой лучше

Плоские коллекторы применимы в регионах с очень приличным количеством солнечных деньков и маленькими перепадами вечерних температур. Они малоэффективны в облачную или ветреную погоду: велики теплопотери с большой поверхности. Хоть современные плоские гелиоколлекторы и пытаются делать герметичными, а некоторые даже вакуумируют, однако при минусовых температурах все равно очень эффектными остаются трубчатые солнечные нагреватели.

Наиболее востребованные трубки в разрезе смотрятся так

Трубчатые установки имеют довольно невысокую продуктивность. Но теплопотери при этом маленькие. Достоинством считается также их способности воспринимать рассеянный свет солнца, а даже некоторые прочие части спектра солнца: они чуть-чуть греются даже по ночам. В результате для северных регионов они оказываются очень эффектными. Ведь греют даже по ночам, уже не говоря о пасмурном дне. Потому определенно: для центральных, и, тем более, северных регионов, солнечные коллекторы для отапливания дома подбирайте только трубчатые. А вот которые — это сами решайте.

Наиболее эффективные солнечные коллекторы для отапливания дома — с перьевой трубкой и U-образным тепловым каналом. Однако они — очень дорогие, и ремонту не подлежат. Меняется только вся панель полностью.

Эта трубка более эффективна, однако если хоть одна в панели повреждена, необходимо заменять всю панель

Чуть хуже по эффективности те же перьевые трубки, но с системой Heat-pipe. Однако они все еще дороги, и при поломке нагревателя понадобится менять трубку полностью, а это дорого.

Наиболее востребованные коаксиальные трубки теплообменным аппаратом Heat-pipe: они стоят меньше, просто меняются, да еще и могут быть отремонтированы. Если повредился теплообменный аппарат, его просто достают, устанавливают новый, и трубка после сборки (пара движение) опять готова к работе. Точно также поступают при повреждении колбы: меняют только ее. В общем, хотя и не самая производительная система (все остальные типы имеют большие КПД), но самая ремонтопригодная.

Галерея фотографий (16 фото):

Солнечные коллекторы для отапливания собственными руками

Залежи носителей энергии неминуемо исчерпываются, а на другом конце планеты арабские шейхи, которые всю жизнь сидят на нефти, уже стали задумываться об экологически чистых источниках энергии. Это верный сигнал про то, что пора бы более строго подходить к применению неиссякаемого энергетического источника — солнечной энергии. В странах Европы около 60% всего теплоснабжения уже переведено на гелиосистемы полностью или отчасти. С нашей инертностью это случится очень нескоро, благодаря этому пока не соберешь гелиосистему собственными руками, никто ее не принесёт.

Средства альтернативной энергетики

Благодаря этому рассматривать данный вопрос глобально для нас с вами нет смысла. Только персональный подход поможет эффектно применять энергию солнца. В индивидуальных, естественно, целях. Как правило, чтобы осуществить систему обогрева Солнцем, можно приобрести детали, собрать их, настроить и запустить в действие. Только это запредельно дорого. Идти на риск такими суммами мы не можем, благодаря этому хотя бы в плане эксперимента можно собрать солнечные коллекторы для отапливания собственными руками. Фактически из отходов и мусора.

Естественно, система такого типа не сможет подойти для трехэтажной виллы, однако для дачи вполне сумеет стать вполне рабочим средством теплоснабжения, хотя все может зависеть от объема вложений, материалов, средств автоматизации и грамотности выполнения. Расчет подобной системы, к слову, очень сложная штука, благодаря этому его мы будем рассматривать очень приблизительно и для маленького помещения.

Расчет теплоснабжения на солнечных коллекторах

Тут все очень относительно, так как согласно данным NASA один метр квадратный площади земли в средних широтах получает около полутора киловатт энергии. Параметр этот очень относительный, и абсолютно не вследствие того, что агентство прячет правду от людей, а так как кол-во энергии солнца, которое попадет на наш коллектор, очень зависит от облачности, угла положения Солнечного света, направления потока света и массы иных показателей, перечень которых занял бы не одну страницу. Но то, что при правильном применении данного вида энергии можно обеспечить теплом и горячей водой настоящий дом жилого фонда, это доказанный факт.

Рабочий принцип солнечного коллектора прост и построен на простых законах физики, а чтобы не вдаваться в доказательную базу, которая состоит из формул и непростых расчетов, достаточно сказать, что в наших широтах даже в плохую погоду гелиосистема способна работать полностью, а в солнечный полдень выдавать до 1600 кВт энергии. Солнечный коллектор не прекращает работу достаточно легко. Вода, которая расположена в закрытом пространстве, принимает энергию тепла от солнца. Энергия не имеет возможности выйти наружу, благодаря этому скапливается в коллекторе. Система, собранная собственными руками, может обеспечить очень невелик КПД, приблизительно 50-60%, но этого будет достаточно, чтобы полностью отопить дом.

Типы солнечных коллекторов для отапливания

Имеется несколько конструктивных решений, которые дадут возможность обогревать помещение энергией солнца и очень простые из них кратко описаны ниже:

Воздушные солнечные коллекторы. Подобные системы греют воздух прямо без носителя тепла. Другими словами в системе не задействована вода, а это означает, что КПД у подобного коллектора будет выше, так как одно звено теплопотери отпадает. Устроены они схематически так: инфракрасные лучи проникают через светопроницаемую пленку или поверхность (поликарбонатный пластик, полимерный этилен, стекло) на теплоприемник, а он уже распределяет полученное тепло в виде воздуха который нагрелся по помещениям.
Плоский солнечный коллектор. Собой представляет емкость черного цвета, установленную под угол в 30 градусов к лучам солнца. Это очень доступная и обычная система, но у нее имеются минус — не прекращает работу она только в течении светового дня.
Трубчатые солнечные коллекторы. Рабочая схема аналогичная, как и у плоских коллекторов, а циркуляция жидкости выполняется настоящим путем. Их преимущество в том, что площадь круглого коллектора равномерно и эффектнее нагревается от солнца, а объем носителя тепла может быть более.
Вакуумные солнечные коллекторы. Рабочий принцип их несколько иной, однако они снаружи сходны на трубчатые коллекторы. Разница в том, что роль утеплителя играет вакуумная стеклянная труба, в середине которой находится черная труба с носителем тепла.

Это основные виды солнечных коллекторов, но существует очень много модификаций этих всех схем, в которые включены отражатели, концентраторы лучей, автоматические следящие системы, которые направляют луч конкретно на коллектор под необходимым углом, независимо от угла расположения Солнечного света.

Солнечные коллекторы для отапливания во время зимы

Зима — абсолютно не повод забывать о гелиоколлекторах. Они продуктивны как во время зимы, так и в летнюю пору. Проблема заключается в том, что:

во время зимы световой день короче;
солнечный угол сильно зависит от региона;
снег закрывает поверхность нагрева коллектора.

Собственно проблема с оттаиванием снега на поверхности солнечного коллектора вызывает самые большие проблемы, тем более в коллекторах вакуумного типа, которые по умолчанию летом имеют более большой коэффициэнт полезного действия. Плоские же коллекторы справляются с обледенением собственными силами и могут растворить наледь и снеговой покров, но при любых обстоятельствах, при температуре ниже 15 градусов, приходится встраивать контроллер, который бы обеспечивал стабильную температуру носителя тепла в коллекторе. Реализация может быть каждая — от подачи воды которая нагрелась из аккумулятора, электроподогреватель. Тогда коллектор запустится сам и сумеет работать дальше в нормальном режиме.

Естественно, вакуумный коллектор собственными руками сделать едва ли выйдет, а вот плоский, причем любых размеров, вполне реально. Благодаря этому стоит проводит эксперименты и сражаться за домашнее тепло с помощью неоценимого и бесплатного естественного источника — энергии солнца.

Солнечные коллекторы для отапливания: виды, схемы, рабочий принцип, характеристика, фото и видео

Очень много людей ищут альтернативные способы теплоснабжения собственных домов. Таких способов много – есть теплонасосные установки, электрические бойлеры, и многое иное, но самыми популярными считаются солнечные коллекторы для отапливания. Почему это так? Да все просто: солнце – это «вечная» батарейка, и применять его можно бесконечно.

Правила применения

Экологично коллектор полностью не опасен. Производители, применяя инновационные материалы и сегодняшние технологические разработки, разработали широкий выбор высококачественных моделей, используемых не только для обогревания, но и для обеспечения горячей воды.

Чтобы пользоваться такими коллекторами, нужно, чтобы регион был солнечным. Без выполнения данного условия работа оборудования скорее всего не возможно. Более того, чтобы солнечный коллектор работал намного эффективнее, берут во внимание, где собственно он будет располагаться, какой там климат, ландшафт и т.д. и т.п.

В случае, когда хозяин личного дома хочет приобрести этот аппарат, однако не может этого сделать по многим причинам, то действительно можно изготовить его своими силами. При этом материалы, необходимые для коллектора, вовсе не считаются экзотическими.

Рабочий принцип

Гелиоустановки на рынке представлены разнообразными моделями. Выделяются они всего лишь в конструкционных особенностях. Однако работы солнечного коллектора это никак не касается. Применяется он для сбора энергии солнца, а потом трансформирует ее в тепло. Примечательно, что приборы очень производительны. В 12 часов дня коллектор способен «скушать» самое большое кол-во энергии солнца, которую потом выдаст в границах 1500 кВт. Если даже на небе есть облака, и солнце и носу не кажет, то все равно дом за городской чертой будет топиться достаточно хорошо.

Обычная схема солнечного коллектора

В основе работы солнечных коллекторов для отапливания лежат законы физики. У системы специализированная поверхность, ловящая лучи солнца, как паутина мух. После этого она трансформирует их в тепло и копит его. Установлено, что КПД гелиоустановки достигает 65%. Некоторые люди предрасположены думать, что есть намного мощнее системы обогрева, с которыми коллекторы навряд ли смогут конкурировать. И это мнение частично резонно тем, что в такой установке происходят некоторые потери тепла. Но люди, которые купили и опробовали систему в действии, говорят, что она вполне способна нагреть помещение.

В холодных странах Европы солнечный коллектор – фактически постоянное явление. Данный механизм способен работать также, как половина в большинстве случаев используемой системы. А если к коллектору подсоединить камин, действующий на дровах, то можно не вспоминать о проблемах с горячей водой в личном доме. Чтобы система работала намного эффективнее, к ней прикрепляется насос. Много энергии он не употребляет – в течении года всего 400 кВт/часов.

Рабочий принцип солнечного коллектора

Виды «ловцов» солнечного света

Воздушный. Этот солнечный коллектор, применяемый для отапливания, концентрирует энергию по принципу «парникового эффекта». Есть покрытие – стекло, пленка, поликарбонатный пластик. Ультрафиолетовое излучение идет через него, и его поглощает покрашенный в черный цвет теплоприемник. Данная деталь нагревает воздух, который находится под поверхностью, а от него идет и обогрев помещения.

Схема воздушного солнечного коллектора

Двигающиеся. Свет по небу распространяется неодинаково во все стороны. Чтобы поймать его большое количество, в системах вмонтирован измеритель. Он будет поворачивать поверхность — аккумулятор вслед за солнцем. Коллекторы могут быть ориентируются следующими способами: поворот зеркал, поворот коллектора, поворот зеркала и нагревателя. Система такого типа очень эффективна, но и стоит она очень дорого.
Плоские. Такой коллектор состоит из ящика черного цвета, маленького и неподвижного, содержащего стеклянная поверхность. Если день солнечный, то система будет работать около 8 часов. Стоимость на нее дешевая, благодаря этому прибор широко востребован.

Схема плоского солнечного коллектора

Трубчатые. Состоит из черной трубки, заполненной носителем тепла. Подобных трубок бывает очень много, и лежать они будут рядами. Циркуляция носителя тепла происходит благодаря различия температур трубок. Поглощающая поверхность обладает достаточной площадью, что делает лучше КПД коллектора.
Вакуумные. Сходственны идущим до этого. Однако есть отличие: одна трубка вмонтирована в иную, а между ними находится вакуум. Во внутреннюю трубку налита вода.

Схема вакуумного солнечного коллектора

Концентраторы. Технически непростая система, которая состоит из большинства рефлекторов, которыми могут быть отражатели либо зеркала. Собирая солнечные лучи с больших компонентов, они передают их на компонент – поглотитель. Подобным образом мощность солнца, направленного к поглотителю. Система оборудована датчиками, следящими за движением солнечного света, что дает возможность повысить рабочая эффективность гелиоуловителя.
Распределительные. Применяются для отапливания полов. Коллектор оборудован вентильной вставкой, необходимой для гидравлической настройки. Снабжен концевыми заглушками, термометром, краном с круглым отверстием. Основной плюс распределителей в том, что они равняют давление в случае перепад.

Самая простая модель

Кажется, что собрать солнечные коллекторы теплоснабжения тяжело. Но на самом деле это совершенно не так. Времени на его изготовление необходимо ненамного. Необходимо приобрести следующее: стальные листы покрытые толстым слоем цинка и бочку из стали, объем которой обязан быть не меньше 150 и не больше 200л. На крыше (южной ее части) ставятся листы, а поверх на них – бочку. К ней выполняется подвод воды.

Такое элементарное устройство может подогреть воду до 600С. Хотя оно и смотрится примитивно, но отдача тепла у него маленькая, фактически аналогичная, как и у приборов, которые сделаны на предприятии. Более того и по цене выходит намного дешевле. Единственно, что если на улице прохладно, пасмурно, то навряд ли бочка будет эффектно обогревать. К примеру, если день ясный, солнечный, но время года – зимнее, то и вода не нагреется.

Польза старого холодильника

Не перевелись еще Левши в русском народе. Порой какой-либо умелец эдакое соорудит из никому не надо хлама, что иные только диву даются – и додумался же человек. Вот и некоторые мастера берут холодильник, который давно лежит на свалке, и достают из него полотенцесушитель. Помимо данной детали для создания коллекторы необходимы подобные детали:

Сбор «ловца» — шажок за шажком:

Взять полотенцесушитель. Почистить от оставшегося на нем фреона.
Потом сделать из планок каркас – под размеры змеевика.
Исходя из каркаса, ковер отрезают или делают больше.
Закрепляют его к дну каркаса и покрывают фольгой.
Полотенцесушитель крепится над слоем фольги болтами и хомутами.
Когда делают каркас, то размечивают в нем отверстия, нужные для трубок. Если заблаговременно это не сделать, то потом данный процесс станет более сложный.
Сейчас нужно закрыть стеклом каркас сверху и закрепить как можно лучше.
Как только коллектор готов, его устанавливают на крыше.
Если же там нельзя, то делают опоры и устанавливают его на определенном расстоянии от земли.
Нужно брать во внимание, что рекомендуется разместить коллектор на стороне юга.
При подсчете угла падения лучей было выяснено, что самый подходящий 30-350.
Дальше коллектор и бочка соединяются трубами.
Одни из них идет от источника холодной воды, которая нагревается и переливается в бочку.
На устройстве необходимо установить вентиль, чтобы можно было своими силами смотреть за уровнем давления.
Также есть труба и внизу бочки. По ней вода, остывая, идет в коллектор, где она опять нагревается.

Устройство из змеевика холодильника

Наверняка, уже ясно, что устройство системы очень обычное. Однако она довольно эффективна, в особенности на дачах, потому что там не надо большого количества горячей воды.

Короткая характеристика коллекторов

Выше были указаны типы гелиоуловителей. Примечательно, что для любого из них есть номинальная мощность, указываемая в кВт. Она рассчитывается исходя из той энергии, которую могут выработать коллекторы при условиях, если солнце светит ярко и стоит в зените, т.е. где-нибудь в середине дня будет 6 кВт. В утренние и вечерние часы мощность окажется ниже. Ночью она практически на нуле. Энергию можно будет применять, только если она накопилась. Нужно брать во внимание, что прибор, который состоит из 20 трубок, формирует так же энергии, сколько выходит из 600 кг угля.

Небольшая система, предлагаемая к применению, в себя включает бачок на 250л. Она замечательно подойдет для маленьких домиков. Один коллектор будет генерировать в среднем 2кВт.

В базисной системе есть 2 бачка – на 250 и 500л. Самих коллекторов исходя из этого 3 и 4 шт. Мощность -6 и 6,7 кВт. Применяют для отапливания посезонно, к примеру, только осенью. Во время зимы воду можно будет догревать электротоком.

Большая – является самой мощной. Самое первое, при ее помощи можно нагреть площадь до 1000м2. А еще в ней соединены 30 коллекторов общей мощностью 60кВт и бачки на 4000л.

Достоинств у «ловцов солнечного света» слишком много. Внешней среде они никакого ущерба не наносят. Результативность их уже доказана. Более того материалы, которые используются для создания простейшей модели, можно найти без исключения везде. Если у человека нет опыта в этом вопросе, однако он хочет своими силами сделать гелиоустановку, то он может взглянуть разную информацию в сети интернет.