Солнечный коллектор из ПВХ шланга

Солнечный коллектор из шланга: мастерим бюджетный водонагреватель

Дата публикации: 20 ноября 2019

• Алгоритм сборки простой конструкции
• Усложненный вариант устройства
• Плюсы и минусы системы

Чтобы добывать бесплатную и экологически чистую энергию для бытовых нужд, необязательно собирать сложнейшие устройства или тратить деньги на промышленные приборы. Можно смастерить солнечный коллектор из шланга своими руками — это бюджетно, быстро и эффективно.

Алгоритм сборки простой конструкции

Что нам понадобится? Резиновый шланг или труба полиэтиленовая с диаметром 20 или 25 мм. Назначение — для водопровода, цвет — черный. Последний нужен для эффективного поглощения солнечных лучей.

Другие разновидности материалов не подойдут. Они тонкостенные, перегибаются, что приводит к уменьшению потока и внутреннего объема воды. Бухту берем длиной от 50 м. Размер зависит от потребностей.

Самое простое — выложить трубку по спирали на крыше или открытом участке. Если кровля с сильным уклоном, нужно смастерить короб из фанеры. Размеры рамы — 40х40 мм х нужную длину. Поверхности рекомендуется обработать антисептиком для предотвращения гниения и выкрасить в черный цвет. Шланг скручиваем и укладываем в этот модуль.

Чтобы увеличить нагревательную площадь, спираль закручивают в форме пирамиды. Такая конструкция сложнее в сборке, нужна основа и металлическая лента для крепежей.

Фиксаторы актуальны и для простого варианта: под воздействием высокой температуры и воды витки деформируются. Сохранить функциональность и внешний вид солнечного нагревателя из шланга помогут специальные детали.

Закрепить трубки можно следующими элементами:

• металлическими хомутами;
• пластиковыми фиксаторами;
• гвоздями с крупной шляпкой (для шифера), вбитыми между витками.

Система удобна вариативностью. Если один модуль докажет свою эффективность в ваших условиях, можно сделать несколько таких коллекторов.

Усложненный вариант устройства

Этот коллектор мощнее предыдущего, но и сложнее в изготовлении. С его помощью можно греть воду для стирки и купания. Мощность — чуть больше 2 кВт*ч. Летом при интенсивном солнечном излучении температура в баке воды на 500 л за час нагревается на 4 градуса.

Есть мнение, что и с отоплением такой солнечный коллектор для нагрева воды из шланга справится. Но практика показывает, что газогенератор эффективнее решает эту задачу.

Для производства достаточно:

• одного OSB-листа 1250х2500;
• двух метров фольгированного утеплителя;
• 25 метров шланга;
• куска поликарбоната;
• трех листов плотного пенопласта;
• сотни шурупов со шляпкой;
• двух метров перфорированной жести;
• двух кусков дранки;
• двух брусьев длиной 4,5 м;
• герметика;
• баллончика черной краски плюс литр эмали.

Из бруса и плиты делаем короб с желобами под поликарбонат. По углам вырезаем замки, скрепляем конструкцию герметиком.

На дно короба выкладываем пенопласт, приклеиваем утеплитель, саморезами крепим жесть. Проделываем отверстия, пропускаем проволоку, выкладываем по направляющим шланг.

Прокрашиваем все из баллончика. Поликарбонат приклеиваем на силикон, фиксируем дранкой и шурупами. Устройство подключаем к баку через циркуляционный насос.

Плюсы и минусы системы

Простой солнечный коллектор из шланга можно применять на участке самостоятельно или как часть схемы автономного дома. Но есть нюанс. Скрученная спиралью труба исключает естественную циркуляцию воды, поэтому система с накопительным баком нуждается в циркуляционном насосе.

Если горячей воды расходуется немного и только в дневное время, устанавливать бак нет необходимости. В таком случае достаточно количества воды, которое накопилось в спирали. Пример: в 100 м трубы с диаметром 20 мм помещается около 20 литров воды.

Какая температура воды будет в таком устройстве? Однозначного ответа нет. Степень нагрева зависит от условий эксплуатации. Важные параметры — интенсивность солнечного излучения в регионе, сезонность, внешняя температура, присутствие ветра. Предварительные замеры можно сделать, просто оставив поливной шланг на земле и измерив температуру воды в нем.

• Дом без тепла не имеет права на существование
• «Солнечная» яхта Solarwave 62
• Мощность солнечных станций в 2016 году достигнет 64,7 ГВт
• Электростанция на солнечных батареях своими руками

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Солнечный коллектор своими руками — как собрать гелиоколлектор

Альтернативные источники возобновляемой энергии пользуются огромной популярностью. В некоторых странах ЕС автономное теплоснабжение покрывает более 50% потребностей в энергии. В РФ солнечные коллекторы пока не получили широкого распространения. Одна из основных причин: дороговизна оборудования. За гелиопанель отечественного изготовителя потребуется отдать не менее 16-20 тыс. руб. Продукция европейских брендов обойдется еще дороже, начиная с 40-45 тыс. руб.

Изготовление солнечного коллектора своими руками будет дешевле, по крайней мере в половину. Самодельный гелиоколлектор обеспечит достаточным количеством тепла для нагрева душевой воды на 3-4 человек. Для изготовления понадобятся строительные инструменты, смекалка и подручные средства.

Из чего можно сделать гелиосистему

Для начала следует разобраться в том, какой принцип работы использует солнечный водонагреватель. Во внутреннем устройстве блока присутствуют следующие узлы:

теплообменник, внутри которого будет циркулировать теплоноситель;

отражатели для фокусировки солнечных лучей.

Заводской коллектор для нагрева воды от солнца работает следующим образом:

Абсорбция тепла — солнечные лучи проходят сквозь стекло, расположенное поверх корпуса, либо через вакуумные трубки. Внутренний абсорбирующий слой, контактирующий с теплообменником окрашен селективной краской. При попадании солнечных лучей на абсорбер выделяется большое количество тепла, которое собирается и используется для нагрева воды.

Теплопередача — абсорбер расположен в тесном контакте с теплообменником. Аккумулируемое абсорбером и передаваемое теплообменнику тепло нагревает жидкость, движущуюся по трубкам к змеевику внутри бака теплонакопителя. Циркуляция воды в водонагревателе осуществляется принудительным или естественным способом.

ГВС — используется два принципа подогрева горячей воды:

Прямой нагрев — горячая вода после нагрева попросту сбрасывается в теплоизолированную емкость. В моноблочной гелиосистеме в качестве теплоносителя используется обычная бытовая вода.

Второй вариант — обеспечение ГВС с пассивным водонагревателем по принципу косвенного нагрева. Теплоноситель (часто антифриз) под давлением направляется в теплообменник гелиоколлектора. После нагрева разогретая жидкость подается в накопительный бак, внутри которого встроен змеевик (играющий роль нагревательного элемента), окруженный водой для системы горячего водоснабжения.
Теплоноситель разогревает змеевик, посредством чего и передает тепло воде, находящейся в емкости. При открытии крана нагретая вода из теплоаккумулирующей ёмкости поступает к точке водоразбора. Особенность гелиосистемы с косвенным нагревом в способности работать в течение всего года.

Принцип работы, используемый в дорогостоящих заводских гелиосистемах, копируется и повторяется в коллекторах, изготавливаемых своими руками.

Рабочие конструкции солнечных водонагревателей имеют схожее устройство. Только изготавливаются из подручных материалов. Существуют схемы производства коллекторов из:

ПНД и ПВХ труб.

Судя по схемам, современные «Кулибины» отдают предпочтение самодельным системам с естественной циркуляцией, термосифонного типа. Особенность решения в том, что накопительную емкость располагают в верхней точке ГВС. Вода самотеком циркулирует в системе и подается потребителю.

Коллектор из поликарбоната

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

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

две штанги с нарезанной резьбой;

пропиленовые уголки, на фитингах должно быть наружное резьбовое соединение;

пластиковые трубы ПВХ: 2 шт, длина 1,5 м, диаметр 32;

2 заглушки.

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

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

Коллектор из вакуумных трубок

В этом случае не получится обойтись исключительно подручными средствами. Для изготовления солнечного коллектора придется купить вакуумные трубки. Их продают компании, занимающиеся обслуживанием гелиосистем и непосредственно производители гелиоводонагревателей.

Для самостоятельного производства лучше выбирать колбы с перьевыми стержнями и тепловым каналом heat-pipe. Трубки легче монтировать и менять в случае необходимости.

Также нужно приобрести блок-концентратор для вакуумного солнечного коллектора. При выборе обращают внимание на производительность узла (определяется по количеству трубок, которые можно одновременно подключить к устройству). Раму изготавливают самостоятельно, собирая деревянный каркас. Экономия при изготовлении в домашних условиях, с учетом приобретения готовых вакуумных трубок, составит не менее 50%.

Гелиосистема из пластиковых бутылок

Для приготовления потребуется около 30 шт. ПЭТ бутылок. При сборке удобнее использовать тару одинакового размера на 1 или 1,5 л. На подготовительном этапе с бутылок снимают этикетки, поверхность тщательно промывают. Кроме пластиковой тары понадобится следующее:

12 м шланга для полива растений, диаметром 20 мм;

8 Т-образных переходников;

рулон тефлоновой пленки;

2 шаровых крана.

При изготовлении солнечных коллекторов из пластиковых бутылок внизу основания делают отверстие, равное диаметру горлышка, куда вставляют резиновый шланг, либо ПВХ трубу. Коллектор собирают в 5 рядов по 6 бутылок на каждой линии.

В ясный день уже через 15 мин. вода нагреется до температуры 45°С. Учитывая высокую производительность солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок имеет смысл подключить к накопительной емкости в 200 л. Последнюю хорошо утепляют для предотвращения теплопотерь.

Коллектор из алюминиевых пивных банок

Алюминий отличается хорошими теплотехническими характеристиками. Не удивительно, что металл используют для изготовления радиаторов отопления.

Алюминиевые банки можно применять при изготовлении самодельных гелиосистем. Для производства не подойдут банки из жести и любого другого металла.

Для одной гелиопанели будут необходимы следующие комплектующие:

банки, около 15 шт. на линию, в корпус вмещается 10-15 рядов;

теплообменник — используется коллектор из резинового шланга, или пластиковых труб;

клей для склеивания банок между собой;

селективная краска.

Поверхность банок окрашивается в темный цвет. Короб накрывают толстым стеклом или поликарбонатом.

Солнечный коллектор из алюминиевых банок чаще изготавливают для воздушного отопления. При использовании водяного теплоносителя снижается теплоэффективность устройства.

Гелиосистема из холодильника

Еще одно популярное решение, требующее минимальных затрат времени и средств. Солнечный коллектор делают из радиатора старого холодильника. Змеевик уже окрашен в черный цвет. Достаточно только уложить решетку в деревянный корпус с изоляцией и подключить его к ГВС, при помощи пайки.

Существует вариант изготовления из конденсатора кондиционера. Для этого несколько радиаторов соединяют в единую сеть. Если существует возможность приобрести дешево около 8 шт. конденсаторов, изготовление коллектора вполне возможно.

Коллектор из медных трубок

Медь отличается хорошими теплотехническими свойствами. При изготовлении медного солнечного коллектора используют:

трубы диаметром 1 1/4″, используемые при монтаже систем отопления и горячего водоснабжения;

трубы на 1/4″, используемые в системах кондиционирования;

припой и флюс.

Корпус радиаторной решетки собирается из медных труб с большим диаметром. В поверхности просверливают отверстия равные 1/4″. В полученные пазы вставляют трубы соответствующего диаметра. Радиатор закрывают стеклом или поликарбонатом. Медь окрашивают селективной краской.

Солнечный бойлер из ПНД труб и ПВХ шлангов

При производстве гелиосистем используют практически любой подручный материал. Существуют решения, позволяющие изготовить коллектор из гофрошланга, резинового шланга, используемого для полива растений.

Существует возможность изготовления солнечного коллектора из гофрированной нержавеющей трубы. Популярность решения обусловлена скоростью и простотой монтажа. Гофротруба из нержавейки укладывается кольцами или змейкой. Недостаток, относительная дороговизна нержавеющей гофрированной трубы.

Несмотря на существующие варианты, описанные выше, наиболее популярными остаются солнечные коллекторы из пропиленовых и ПНД труб. У каждого варианта есть свои преимущества:

Солнечный коллектор из ПНД трубы — для изготовления выбирают материал, устойчивый к нагреванию. Продается большое количество фитингов, облегчающих сборку теплоаккумулирующего радиатора. Трубы из полиэтилена низкого давления изначально имеют черный или темно-синий цвет, поэтому не требуют окрашивания.

Солнечный коллектор из ПВХ труб — популярность решения в простоте монтажа конструкции, осуществляемого с помощью пайки. Наличие большого количества уголков, тройников, американок и других фитингов облегчает процесс сборки. С помощью пайки можно создать теплообменник коллектора любой конфигурации.

Изготовление солнечного водогрейного коллектора из PEX трубы:

Все описанные трубы с той или иной эффективностью используются в качестве сердечника при изготовлении самодельного гелиоколлектора из пластиковых бутылок и алюминиевых банок.

Как сделать селективное покрытие

Высокоэффективный коллектор имеет высокую степень поглощения солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, после чего нагревают ее. Чем меньше излучения отталкивается от абсорбера солнечного коллектора, тем больше тепла остается в гелиосистеме.

Чтобы обеспечить достаточную аккумуляцию тепла требуется создать селективное покрытие. Вариантов производства несколько:

Самодельное селективное покрытие коллектора — используют любые черные краски, которые после высыхания оставляют матовую поверхность. Есть решения, когда в качестве абсорбера коллектора применяют непрозрачную темную клеенку. На трубы теплообменника, поверхность банок и бутылок наносят черную эмаль, с матовым эффектом.

Специальные абсорбирующие покрытия — можно пойти другим путем, приобретя для коллектора специальную селективную краску. В состав селективных ЛКМ входят полимерные пластификаторы и присадки, обеспечивающие хорошую адгезию, теплостойкость и высокую степень поглощения солнечных лучей.

Гелиосистемы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут обойтись окрашиванием абсорбера в черный цвет при помощи обычной краски. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. Экономить на краске нельзя.

Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше

Изготовить в домашних условиях солнечный коллектор, способный по техническим характеристикам и показателям сравниться с заводской продукцией нереально. С другой стороны, если требуется просто обеспечить достаточным количество воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно для работы простейшего самодельного водонагревателя.

Что касается жидкостных коллекторов, работающих зимой — то даже не все заводские гелиосистемы могут работать при низких температурах. Всесезонные системы, это чаще всего устройства с вакуумными тепловыми трубками, с повышенным КПД, способные работать до температуры –50°С.

Заводские гелиоколлекторы часто укомплектовываются поворотным механизмом, автоматически подстраивающим угол наклона и направленность панели по сторонам света, в зависимости от расположения Солнца.

Эффективный солнечный водонагреватель тот, что полностью соответствует поставленным перед ним задачам. Для подогрева воды на 2-3 человек летом, можно обойтись обычным гелиоколлектором, изготовленным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую гелиосистему.

Видеокурс по изготовлению панельного солнечного водонагревателя

Из чего и как изготовить солнечный коллектор для бассейна своими руками?

Для достижения и поддержания максимально комфортной температуры воды в бассейне необходимо правильно выбрать способ подогрева.

Одним из самых простых, безопасных и экономически выгодных вариантов является солнечный коллектор. Чтобы не переплачивать за промышленное изделие, можно изготовить его самостоятельно, следуя инструкциям и рекомендациям.

О том, как сделать солнечный коллектор для бассейна своими руками, расскажем далее.

Какая разновидность устройства подойдет для нагрева воды?

Среди всех существующих разновидностей, оптимальным вариантом для подогрева воды в бассейне является всесезонный вакуумный солнечный коллектор. Он обеспечивает быстрое преобразование солнечного света в тепловую энергию благодаря наличию специальных вакуумных трубочек с напылением.

Даже в морозную погоду гарантируется идеальная теплоизоляция, при которой практически отсутствуют потери тепла. Для полноценной и бесперебойной работы такой системы требуется дополнительное оборудование, включающее в себя насосную группу, расширительный бак и контроллер.

Как рассчитать размеры?

На размер данного устройства влияет несколько важных факторов:

• тип бассейна (закрытый или открытый);
• вид и место расположения солнечного коллектора, угол наклона и ориентация;
• объем, площадь и глубина бассейна;
• тип используемого укрытия;
• интенсивность посещаемости бассейна;
• требуемая и максимально допустимая температура воды в бассейне.

Кроме того, существуют общепринятые стандартные показатели, касающиеся размеров и площади солнечных коллекторов:

1. Для закрытых бассейнов — 50-70% от общей площади поверхности воды.
2. Для открытых — 70-100% от площади.

При выполнении расчета необходимо учесть и то, что у каждого солнечного коллектора имеется общая и полезная площадь. Так, например, если общая составляет 14 м2, то полезная из данного показателя — приблизительно 6 м2 — такова площадь абсорбента, обеспечивающего эффективное теплоснабжение.

На каждый квадратный метр площади бассейна приходится по 0,5-0,6 м2 абсорбента. Чтобы определить, сколько солнечных коллекторов потребуется расположить на поверхности бассейна, нужно его общую площадь разделить на данный показатель.

Пошаговая инструкция, как сделать солнечную батарею самостоятельно

Для изготовления простого и бюджетного солнечного коллектора, способного эффективно нагреть воду в бассейне, могут применяться всевозможные предметы, широко используемые в быту.

Подходящими для этих целей могут оказаться:

• пивные банки,
• пластиковые водопроводные трубы,
• поливочные шланги,
• запчасти от старых холодильников.

Из банок

Один из простейших в исполнении вариантов — солнечный коллектор из пивных алюминиевых банок.

Перед началом работы необходимо подготовить набор материалов и инструментов из расчета на одну будущую солнечную панель:

• 15 банок, изготовленных из алюминия;
• стекло или поликарбонат;
• селективную краску темного цвета;
• клей для надежного соединения банок между собой.

Банки, изготовленные из жести или других металлов, не подходят для изготовления солнечного коллектора.

Процесс изготовления:

1. Прочно склеить банки, чтобы они представляли единую панель.
2. Покрыть лицевую поверхность банок краской и дождаться полного высыхания.
3. Поместить самодельную солнечную панель в короб и накрыть поликарбонатом или толстым стеклом.

Процесс изготовления солнечного коллектора из пивных банок — в видео:

Из медных и пластиковых труб

Пластиковая водопроводная труба также может послужить хорошей основой для самодельного солнечного коллектора в бассейн.

В данном случае потребуются:

• труба из полипропилена с диаметром 10 мм;
• фанера;
• пенопласт;
• самозатягивающиеся хомуты из полиэтилена;
• краска черного цвета;
• деревянные рейки с сечением 20 х 20 мм;
• деревянный брус с сечением 50 х 50 мм;
• стекла.

Процесс изготовления:

1. Фанерный лист с рабочей стороны покрыть черной краской и просушить.
2. Из пластиковой трубы спаять систему, по принципу обогревательного змеевика, который устанавливается в ванных комнатах.
3. Отрезки трубы зафиксировать соединительными уголками.
4. Между прямыми участками трубы соблюдать шаг 50 мм.
5. При помощи самозатягивающихся хомутов из полиэтилена прикрепить получившуюся конструкцию к листу фанеры.
6. Внешнюю поверхность полипропиленовой трубы, как и фанеру, окрасить черной краской — это обеспечит защиту материала от ультрафиолета и обеспечит более быстрый подогрев воды.
7. По контуру готового блока сделать рамку из деревянной рейки.
8. На верхней части конструкции смонтировать стеклянные полосы, которые обеспечат защиту от ветра и лучшие нагрев трубы.
9. К задней стороне самодельного солнечного коллектора приклеить пенопласт с целью создания дополнительной теплоизоляции внутри конструкции.
10. Из деревянного бруса собрать прочный каркас и установить на него полученный коллектор.

Как сделать солнечный коллектор из пластиковых труб, видео-инструкция:

Не менее эффективным вариантом является изготовление солнечного коллектора на основе трубок из меди, славящейся высокими теплотехническими характеристиками.

Инструменты и материалы:

• медные трубы, предназначенные для отопительных и водопроводных систем, с диаметром 32 мм;
• трубы с диаметром 6-7 мм, предназначенные для систем кондиционирования;
• припой и флюс для пайки;
• газовая горелка.

Процесс изготовления:

1. Из медных труб, имеющих больший диаметр, сформировать корпус для будущей решетки коллектора.
2. На поверхности корпуса просверлить отверстия, соответствующие размеру труб с меньшим диаметром.
3. Вставить трубы в подготовленные пазы.
4. Окрасить медные трубки селективной краской и дождаться высыхания.
5. Полученную конструкцию накрыть сверху стеклом или листом поликарбоната.

Из холодильника

Старый холодильник, вернее, отдельные его детали, также можно использовать при создании солнечной панели для подогрева домашнего бассейна.

Для изготовления данного варианта гелиосистемы понадобится:

• радиатор старого холодильника, изначально выполненный в черном цвете;
• деревянный корпус.

Весь процесс производства потребует минимум времени. Необходимо:

1. Выполнить гидроизоляцию деревянного корпуса.
2. Уложить в него радиатор в форме змеевика.
3. Подсоединить к водопроводной системе бассейна при помощи метода пайки.

Из шланга

Еще одним подходящим подручным средством является шланг, используемый для полива участка.

Для работы необходимы:

• поливочный шланг;
• квадратный металлический лист 1,5 на 1,5 м с толщиной 2 мм;
• черная краска.

Процесс изготовления:

1. Покрыть краской лист металла.
2. Свернуть шланг для полива спиралью, чтобы получилось 4 витка с 60 см диаметром.
3. Соединить между собой витки спирали при помощи бечевки или проволоки.
4. Уложить полученную спираль на металлический лист и зафиксировать скобами или водостойкой изоляционной лентой.

Правила обслуживания и эксплуатации

Все, в чем нуждаются коллекторы — это периодическая прочистка фильтров, к которым они подсоединяются, а также обновление на их поверхности слоя темной краски, усиливающей подогрев и защищающей от влияния ультрафиолета.

Заключение

Следуя представленным рекомендациям, можно самостоятельно сделать коллектор для обогрева бассейна солнечной энергией.

Для этого могут использоваться подручные и хозяйственные средства — алюминиевые банки, медные и пластиковые трубы, а также резиновые шланги. Все эти варианты успешно применяются для небольших частных бассейнов.

Солнечный коллектор из ПВХ шланга

Солнечный коллектор из садового шланга

Автор: Игорь Соларов
Источник: iBud.ua

Рассмотрим максимально простую и удобную пассивную систему солнечного водонагревателя, то есть такую, которая работает сама по себе без использования насоса.

Прежде всего, нужно сделать солнечный коллектор. Если проанализировать множество известных конструкций солнечных коллекторов, то можно прийти к выводу, что определяющим фактором для надёжности, стоимости и простоты сборки солнечного коллектора является материал его теплообменника. Самыми надёжными считаются металлические трубы, например, тонкостенные медные или стальные, но они стоят дорого, а их сборка трудоёмка. К тому же теплообменник с металлическими трубами обладает значительным весом, что требует прочного короба и усложняет установку.

Более удобны и дешевы теплообменники из полипропиленовых и металлопластиковых труб, но термические деформации при нагревании солнцем и большое количество соединений, увеличивает вероятность протечки и так же повышает трудоёмкость при сборке.

Всех этих недостатков лишен теплообменник из садового шланга. Его сборка заключается лишь в том, что шланг нужно скурить в виде спирали. Отсутствие соединений и гибкость шланга гарантирует отсутствие протечек, а длина шланг позволяет подвести воду непосредственно от коллектора к трубопроводу внутри дома без промежуточных соединений.

Простейший солнечный коллектор из садового шланга изображен на рисунке. Он состоит из оконного стекла (1), шланга (2) и пенопласта в качестве теплоизоляции и основы (3). Принцип его работы очень прост – коротковолновое солнечное излучение проходит через стекло, нагревает шланг с водой. От нагретого шланга начинается излучение уже длинноволнового спектра, которое значительно отражается стеклом. Таким образом, солнечные лучи попадают в так называемую «тепловую ловушку». При установке солнечного коллектора оптимальный угол наклона будет 35º летом и 40º весной-осенью.

На рисунке изображена схема подключения солнечного коллектора к бойлеру. Перед началом нагревания воды солнечным коллектором необходимо заполнить шлангу водой и вытеснить из него воздух. Для этого закрывается кран (2) и для слива воды открывается горячий кран сантехнического прибора (6). Вода из напорного водопровода (1) начинает поступать в солнечный коллектор (4). После того как в сливной воде перестанут подмешиваться пузырьки воздуха, значит – в коллекторе воздушных пробок нет. Далее открывается кран 2 и холодная вода из бойлера под действием термосифонного эффекта (при нагревании коллектора солнцем) начинает перетекать в коллектор. Для отключения солнечного коллектора и использования нагретой воды или работы бойлера в обычном режиме нужно закрыть кран (3).

Как видим, работа этого бойлера не требует сложного и дорого оборудования, единственный минус такой простой системы это то, что нужно периодически включать и отключать подачу воды в солнечный коллектор краном (3). При пасмурной погоде нагрев воды таким солнечным коллектором происходит частично, остальную часть будет «догревать» бойлер, что всё равно даёт экономию. Учитывайте при этом, что при пасмурной погоде или в межсезонье бойлер должен будет включаться на нагрев в конце дня, то есть когда вода в коллекторе уже не нагревается. Иначе при нагревании воды в коллекторе ТЭН’ом она перестанет циркулировать.

Для расчёта необходимой производительности солнечного нагревателя нужно учитывать, что 1 метр шланга наружным диаметром 25 мм ясным днём при +25 ºС нагревает 3,5 литра горячей (до + 45 ºС) воды. А при +32 ºС нагревает 3,5 литра горячей до + 50 ºС. Количество средних солнечных часов на протяжении года для г. Киев указанно в таблице 1.

Таблица 1. Количество средних солнечных часов для г. Киев

Как сделать солнечный коллектор своими руками: типы конструкций и этапы работ

Солнечный коллектор – это альтернативный источник получения тепловой энергии за счёт использования солнечной. Сейчас это удобное приспособление уже не новшество, но позволить себе его установку может далеко не каждый. Если подсчитать, покупка и монтаж коллектора, который удовлетворит бытовые нужды среднестатистической семьи, могут обойтись в пять тысяч американских долларов. Само собой, окупаемости такого источника придется ждать довольно долго. Но почему бы не сделать солнечный коллектор своими руками и установить его?

Стандартное устройство имеет вид металлической пластины, которая помещена в пластмассовый или стеклянный корпус. Поверхность этой пластины аккумулирует солнечную энергию, задерживает тепло и передаёт его для различных бытовых нужд: отопление, подогрев воды и т.д. Интегрированные коллекторы бывают нескольких видов.

Накопительные

Накопительные коллекторы ещё называют термосифонными. Такой солнечный коллектор своими руками без насоса получается наиболее выгодным. Его возможности позволяют не только подогревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне некоторое время.

Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые находятся в теплоизоляционном ящике. Баки накрыты стеклянной крышкой, через которую пробиваются солнечные лучи и подогревают воду. Этот вариант наиболее экономичен, прост в эксплуатации и в обслуживании, но его эффективность в зимнее время практически равна нулю.

Плоские

Ппредставляет собой большую металлическую пластину – абсорбер, который находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор своими руками будет более эффективен при использовании именно крышки из стекла. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает.

Внутри ящика присутствует термоизоляция, что позволяет значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому она покрыта аморфным полупроводником, который значительно увеличивает показатель аккумуляции тепловой энергии.

При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками, часто отдают предпочтение именно плоскому интегрированному устройству. Впрочем, он не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для домашних нужд и отопление помещения. Плоский – самый широко используемый вариант. Абсорбер для солнечного коллектора своими руками предпочтительно делать из меди.

Жидкостные

Из названия понятно, что главным теплоносителем в них выступает именно жидкость. Водяной солнечный коллектор своими руками делается по следующей схеме. Через поглощающую солнечную энергию металлическую пластину, тепло передаётся по прикрепленным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или прямо к потребителю.

К пластине подходят две трубы. Через одну из них подаётся холодная вода из бака, а через вторую в бак поступает уже подогретая жидкость. У труб обязательно должны присутствовать отверстия входа и выхода. Такую схему подогрева называют замкнутой.

Когда же подогретая вода напрямую подаётся для удовлетворения нужд пользователя – такую систему называют разомкнутой.

Неостекленные чаще применяются для нагрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует закупки дорогих материалов – сгодится резина и пластмасса. У остекленных КПД выше, поэтому они способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой.

Воздушные

Воздушные устройства экономичнее вышеперечисленных аналогов, использующих воду в качестве теплоносителя. Воздух не замерзает, не подтекает и не кипит как вода. Если в такой системе происходит утечка, она не приносит столько проблем, однако определить где она произошла довольно сложно.

Самостоятельное изготовление не обходится потребителю дорого. Солнцеприемная панель, которая накрывается стеклом, нагревает воздух, который находится между ней и теплоизоляционной пластиной. Грубо говоря, это плоский коллектор, имеющий внутри пространство для воздуха. Внутрь поступает холодный воздух и под действием солнечной энергии подаётся потребителю тёплый.

Вентилятор, который крепится в воздуховод или непосредственно на пластину, улучшает циркуляцию и улучшает воздухообмен в устройстве. Для работы вентилятора требуется использование электричества, что не очень-то экономно.

Такие варианты долговечны и надёжны и обслуживать их проще, чем устройства, которые используют жидкость в качестве теплоносителя. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для отопления теплицы солнечным коллектором подойдёт как раз такой вариант.

Как это работает

Коллектор собирает энергию с помощью светонакопителя или, другим словами, солнцеприемной панели, которая пропускает свет к аккумулирующей металлической пластине, где солнечная энергия преобразуется в тепловую. Пластина передает тепло теплоносителю, которым может быть как жидкость, так и воздух. Вода отправляется по трубам к потребителю. С помощью такого коллектора можно отопить жилище, нагреть воду для различных домашних целей или бассейна.

Воздушные коллекторы используются, в основном для отопления помещения или подогрева воздуха внутри него. Экономия при использовании таких устройств очевидна. Во-первых, не нужно использовать какое-либо топливо, а во-вторых, снижается потребление электроэнергии.

Для того чтобы получить максимальный эффект от использования коллектора и бесплатно подогревать воду на протяжении семи месяцев в году, он должен иметь большую поверхность и дополнительные теплообменные устройства.

Коллектор Станилова

Инженер Станислав Станилов представил миру самую универсальную конструкцию солнечного коллектора. Основной идеей использования разработанного им устройства является получение тепловой энергии за счет создания парникового эффекта внутри коллектора.

Конструкция коллектора

Конструкция этого коллектора очень проста. По сути, это солнечный коллектор из стальных труб, сваренных в радиатор, который помещён в деревянный контейнер, защищённый теплоизоляцией. В качестве теплоизоляционного материала могут выступать минеральная вата, пенопласт, понополистирол.

На дно коробки кладется оцинкованный металлический лист, на который монтируется радиатор. И лист, и радиатор окрашиваются в чёрный, а сама коробка покрывается белой краской. Разумеется, контейнер накрывается стеклянной крышкой, которая хорошо герметизируется.

Материалы и детали для изготовления

Для сооружения такого самодельного солнечного коллектора для отопления дома понадобится:

• стекло, которые будет служить в качестве крышки. Размер его будет зависеть от габаритов короба. Для хорошей эффективности лучше подбирать стекло размером 1700 мм на 700 мм;
• рама под стекло – её можно сварить самостоятельно из уголков или сколотить из деревянных планок;
• доска для короба. Тут можно использовать любые доски, даже с разборки старой мебели или дощатого пола;
• прокатный уголок;
• соединительная муфта;
• трубы для сборки радиатора;
• хомуты для крепления радиатора;
• лист оцинкованного железа;
• приёмная и выпускная труба радиатора;
• бак объемом 200−300 литров;
• аквакамера;
• теплоизоляция (листы пенопласта, пенополистирола, мин. вата, эковата).

Этапы работ

Этапы изготовления коллектора Станилова своими руками:

1. Из досок сколачивается контейнер, дно которого укрепляется брусьями.
2. На дно укладывается теплоизолятор. Основание должно быть особенно тщательно утеплено, чтобы избежать утечки тепла у теплообменника.
3. После на дно короба устраивают оцинкованную пластину и устанавливают радиатор, который сваривается из труб, и закрепляют его стальными хомутами.
4. Радиатор и лист под ним окрашиваются в черный цвет, а короб – в белый или серебристый.
5. Бак с водой должен быть установлен под коллектором в теплом помещении. Между ёмкостью для воды и коллектором нужно устроить теплоизоляцию, чтобы трубы находились в тепле. Бак можно поместить в большую бочку, в которую можно засыпать керамзит, песок, опилки и т.д. и таким образом утеплить.
6. Над баком нужно установить аквакамеру для того чтобы в сети создавалось давление.
7. Монтаж солнечного коллектора своими руками нужно осуществлять на южной стороне кровли.
8. После того как все элементы системы готовы и установлены, нужно соединить их в сеть полудюймовыми трубами, которые должны быть хорошо утеплены, дабы уменьшить теплопотери.
9. Неплохо будет соорудить и контроллер для солнечного коллектора своими руками, так как заводские устройства эксплуатируются недолго.

Расчет размеров

Расчёт размеров для того чтобы изготовить солнечный коллектор для отопления своими руками, прежде всего, направлен на определение нагрузки системы теплоснабжения, покрытие которой берет на себя это устройство. Само собой, что подразумевается использование нескольких источников энергии в комплексе, а не только энергии солнца. В этом деле важно расположить систему таким образом, чтобы она взаимодействовала с другими – тогда это даст максимальный эффект.

Для определения площади коллектора нужно знать, для каких целей он будет использоваться: отопление, подогрев воды или и того, и другого. Проанализировав данные водомера, потребностей в обогреве и данные инсоляции местности, в которой планируется установка, можно высчитать площадь коллектора. К тому же, надо учесть потребности в горячей воде всех потребителей, которые планируется подключить к сети: стиральной машины, посудомоечной машины и т.д.

Селективное покрытие

Селективное покрытие выполняет едва ли не самую основную функцию в работе коллектора. Пластина или радиатор с нанесённым покрытием притягивают в разы больше солнечной энергии, превращая её в тепло. Можно приобрести специальный химикат в качестве селективного покрытия, а можно просто окрасить теплонакопитель в чёрный цвет.

Чтобы сделать селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, можно применить:

• специальный готовый химикат;
• оксиды разных металлов;
• тонкий теплоизоляционный материал;
• чёрный хром;
• селективную краску для коллектора;
• чёрную краску или пленку.

Коллекторы из подручных материалов

Собрать солнечный коллектор для отопления дома своими руками и дешевле и интереснее, ведь изготовить его можно из различных подручных материалов.

Из металлических труб

Этот вариант сборки походит на коллектор Станилова. При сборке солнечного коллектора из медных труб своими руками, из труб варится радиатор и помешается в деревянный короб, проложенный изнутри теплоизоляцией.

Наиболее эффективными будут медные трубы, алюминиевые тоже можно использовать, но их тяжело варить, а вот стальные – наиболее удачный вариант.

Такой самодельный коллектор не должен быть чересчур большим, чтобы его было легко собрать и монтировать. Диаметр труб на солнечные коллектора для сварки радиатора должен быть меньше, чем у труб для ввода и вывода теплоносителя.

Из пластиковых и металлопластиковых труб

Как сделать солнечный коллектор своими руками, имея в домашнем арсенале пластиковые трубы? Они менее эффективны в качестве теплонакопителя, однако в разы дешевле меди и не коррозируют как сталь.

Трубы выкладываются в короб по спирали и закрепляются хомутами. Их можно покрыть черной или селективной краской для большей эффективности.

С укладкой труб можно экспериментировать. Так как трубы плохо гнутся, их можно укладывать не только по спирали, а и зигзагом. Среди преимуществ, пластиковые трубы легко и быстро поддаются пайке.

Из шланга

Чтобы сделать солнечный коллектор для душа своими руками понадобится резиновый шланг. Вода в нем нагревается очень быстро, поэтому его тоже можно использовать в качестве теплообменника. Это самый экономичный вариант при изготовлении коллектора своими руками. Шланг или полиэтиленовая труба укладывается в короб и прикрепляется хомутами.

Так как шланг скручен по спирали, в нем не будет происходить естественная циркуляция воды. Чтобы использовать в данной системе ёмкость для накопления воды, необходимо оснастить её циркуляционным насосом. Если это дачный участок и горячей воды уходит немного, то того её количества, которое буде поступать в трубу, может оказаться достаточно.

Из банок

Теплоносителем солнечного коллектора из алюминиевых банок выступает воздух. Банки соединяются между собой, образуя трубу. Чтобы сделать солнечный коллектор из пивных банок нужно обрезать днище и верх каждой банки, состыковать их между собой и склеить герметиком. Готовые трубы помещаются в деревянный короб и накрываются стеклом.

В основном, воздушный солнечный коллектор из пивных банок используют для устранения сырости в подвале или для обогрева теплицы. В качестве теплонакопителя можно использовать не только пивные банки, а и пластиковые бутылки.

Из холодильника

Солнечные водогрейные панели своими руками можно соорудить из непригодного холодильника или радиатора старого авто. Конденсатор, извлеченный из холодильника, надо хорошо промыть. Горячую воду, полученную таким способом, лучше использовать только для технических целей.

На дно короба расстилается фольга и резиновый коврик, потом на них укладывается конденсатор и закрепляется. Для этого можно применить ремни, хомуты, либо то крепление, которым он был прикреплен в холодильнике. Для создания давления в системе не помешает установить над баком насос или аквакамеру.

Видео

Вы узнаете, как сделать солнечный коллектор своими руками, из следующего видео.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Простейшие солнечные водонагреватели, коллекторы, устройство, принцип действия, схема душевой установки с солнечным водонагревателем, солнечный коллектор из резинового шланга.

Обеспечить приусадебное хозяйство и дом горячей водой можно используя простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы). Простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы) представляют собой плоский застекленный ящик, внутри которого на слой теплоизоляции положен металлический лист, окрашенный в черный цвет, с закрепленным к нему коллектором из водопроводных труб. Коллектор подсоединяют к баку-аккумулятору, через который циркулирует нагретая в коллекторе вода. Циркуляция воды происходит за счет разницы удельных весов холодной и горячей воды. То есть основана на принципе системы с естественной циркуляцией.

Простейшие солнечные водонагреватели, коллекторы, устройство, принцип действия, схема душевой установки с солнечным водонагревателем, солнечный коллектор из резинового шланга.

Простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы) в летнем душе или на кухне можно сделать из резинового шланга и бака емкостью 50-100 литров. Резиновый шланг диаметром 25-35 мм сворачивают в однорядную бухту и укладывают ее в плоский деревянный ящик на металлический лист, покрашенный черной матовой краской. Между дном ящика и листом желательно проложить минераловатную или любую другую термостойкую теплоизоляцию.

Сверху ящик покрывают стеклом толщиной 3 мм или полиэтиленовой пленкой. Центральный конец шланга соединяют с нижним штуцером бака, а другой — с верхним, который должен находиться на расстоянии 1/3-1/4 высоты бака. Коллектор устанавливают так, чтобы его верхний край был расположен ниже дна бака на расстоянии не менее 40—60 см. Такой перепад высот обеспечивает нормальную циркуляцию и исключает появление противотока в ночное время. Коллектор устанавливают в летние месяцы под углом 30-45° к горизонту в южном направлении.

Простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы). Схема душевой установки с солнечным водонагревателем. Солнечный коллектор из резинового шланга.

Такой коллектор в солнечный день способен нагреть воду в баке до 40-50°. При желании бак-аккумулятор можно теплоизолировать, а коллектор оборудовать простейшей системой слежения за солнцем. Она представляет собой вращающуюся подставку, на которой установлен солнечный коллектор. Вращение подставки обеспечивается пружиной с противовесом в виде ведра с водой, снабженного водосливным устройством (краном). Регулируя темп опорожнения ведра, можно добиться необходимой скорости вращения коллектора, и он всегда будет следовать за солнцем.

Устройство солнечных коллекторов.

Основным элементом солнечного водонагревателя является коллектор. Его можно изготовить из подручных материалов, например использовать:

— Стальной штампованный плоский радиатор отопления типа МЗ-500-Ч.
— Конвектор типа «Аккорд».
— Радиатор охлаждения от пришедшего в негодность холодильника.
— Тонкостенные газоводопроводные трубы на 20 мм.

Общую площадь коллектора, которая не должна превышать 6 м2, выбирают из расчета 45 литров объема воды, замкнутого в контуре, на 1 м2 поверхности коллектора. Корпус коллектора проще всего сделать деревянным. С боковинами из трехслойного набора досок и дном из фанеры или оргалита. На дно кладут минераловатную теплоизоляцию слоем 40 мм для уменьшения потерь тепла с теневой стороны листа.

При подборе материала для теплоизоляции следует учитывать его термостойкость. В солнечные дни при неработающем коллекторе температура на теплопоглощающей поверхности листа может достигать 100°С.

Простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы) сваривают из оцинкованных газоводопроводных труб диаметром 25-28 мм (горизонтальные участки) и вертикальные — диаметром 18-20 мм с расстоянием между ними примерно 150 мм. Трубы коллектора закрепляют на металлическом листе. Обеспечивая надежный контакт между ними для улучшения теплопередачи. Этого достигают с помощью хомутов, проволочных стяжек или пайкой.

Вместо гладкого листа желательно использовать гофрированные кровельные листы из стали или дюралюминия. Сторону листа, обращенную к солнцу, красят черной матовой краской. Матовый оттенок масляной или эмалевой краске можно придать, если добавить в нее соответственно керосин или бензин.

Коллектор с закрепленным к нему листом укладывают в корпус и надежно крепят к нему. Сверху корпус закрывают стеклом толщиной 3 мм или полиэтиленовой пленкой. Между стенкой корпуса и стеклом по всему периметру оставляют зазор в 3 мм для компенсации теплового расширения стекла. Этот зазор заделывают несохнущей (кремниевой) замазкой. В нижней части корпуса необходимо предусмотреть устройство дренажных отверстий для обеспечения стока атмосферных осадков, попавших в коллектор.

В качестве пластины на простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы) можно использовать стандартные стальные панельные радиаторы:

— Штампованные колончатые (МЗ).
— Штампованные змеевиковые (ЗС).
— Листотрубные (КЛТ).

Поглощающую поверхность радиатора покрывают черной матовой краской, а теневую оставляют белой. Радиатор устанавливают в корпусе и подключают по такой же схеме, что и в системе отопления.

Бак-аккумулятор на простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы).

Бак-аккумулятор на простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы) обычно делают из 200-литровой металлической бочки. Приварив к ней четыре патрубка.

— Два снизу для подвода холодной воды и отвода на коллектор.
— Сбоку — на уровне между 2/3 и 3/4 общей емкости бака для подвода горячей воды из коллектора.
— Сверху диаметром 15 мм (1/4 дюйма) для расширительной трубы.

При баке емкостью 200 литров плюс емкость трубопроводов площадь солнечных коллекторов должна составить не менее 5 м2. В качестве бака-аккумулятора очень удобно использовать теплообменники стандартных емкостных водонагревателей (АГВ, колонок на твердом топливе и т. п.).

Включение солнечного водонагревателя в систему горячего водоснабжения.

Простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы) включают в систему горячего водоснабжения по схемам, показанным ниже. Первая из них — простейшая схема. Так называемая одноконтурная термосифонная система, работающая на принципе естественной циркуляции. В этой системе вода, нагретая в солнечных коллекторах, постоянно циркулирует (в течение дня).

Горячая вода поступает в бак-аккумулятор и забирает из него более холодную воду. Бак-аккумулятор по мере расходования горячей воды подпитывается холодной водой от водонапорного бака. Водоразбор горячей воды осуществляется через бойлер или колонку существующей (стационарной) системы горячего водоснабжения. Бак-аккумулятор имеет расширительную трубу для удаления воздуха и выброса излишков воды.

Схемы подключения солнечного водонагревателя к системе горячего водоснабжения.

Двухконтурная термосифонная система работает на таком же принципе. С той лишь разницей, что имеет замкнутый объем первичного теплоносителя (первый контур). Теплопередача осуществляется через змеевик, установленный в баке-аккумуляторе. В верхней точке первого контура установлен герметичный расширительный бак.

К достоинствам двухконтурной системы надо отнести большую долговечность за счет замкнутого объема первичного теплоносителя. Поэтому трубы солнечных коллекторов меньше зарастают накипью. Имеется также возможность использовать антифриз, который не замерзает при отрицательных температурах воздуха.

Установка и обеспечение нормального функционирования солнечного водонагревателя.

Простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы) устанавливают на южном скате крыши под углом 30-45 градусов к горизонту. Угол установки можно менять в течение лета в зависимости от положения солнца в этот период. В общем коэффициент полезного действия плоских солнечных коллекторов мало зависит от ориентации его на солнце. Поэтому они вполне удовлетворительно работают в рекомендуемом стационарном положении.

Основное условие нормального функционирования солнечного водонагревателя — обеспечить установку коллекторов и бака-аккумулятора так, чтобы между верхним уровнем коллектора и дном бака-аккумулятора было расстояние не менее 600 мм. Это расстояние обеспечивает нормальную циркуляцию воды в системе и исключает появление противотока в ночное время.

Бак-аккумулятор и подводку горячей воды теплоизолируют. Все трубопроводы и коллекторы устанавливают так, чтобы они имели некоторый подъем в сторону бака-аккумулятора для обеспечения удаления воздуха. Аналогично уклонам, рекомендуемым для системы водяного отопления. Для удаления воздуха (во время заправки) предусмотрен вентиль в верхней точке крайнего солнечного коллектора, а в нижней — сливной кран для опорожнения системы.

Система эта малонапорная, поэтому нагревательный элемент — змеевик бака-аккумулятора двухконтурной системы лучше сделать из оребренной медной трубки диаметром 25-28 мм и длиной около 1 метра. Или использовать одну секцию конвектора «Аккорд» с замкнутым контуром.

Герметичный расширительный сосуд представляет собой воздухоотводчик с поплавком, который при отсутствии воды под собственным весом опущен вниз, и клапан, через который выходит воздух, открыт. По мере наполнения системы водой воздух удаляется через клапан, а затем, когда сосуд заполнится водой, поплавок всплывет и перекроет выход воздуха. В самодельном расширительном сосуде можно использовать поплавковый запорный клапан от смывного бачка.

Особенности эксплуатации солнечного водонагревателя.

Правила эксплуатации солнечного водонагревателя в основном те же, что и для водяного отопления. Остекленные поверхности солнечных коллекторов следует в течение сезона регулярно очищать от пыли. На зиму систему сливают и при необходимости простейшие солнечные водонагреватели (коллекторы) демонтируют.

С этой целью разъемные соединения желательно делать на дюритах (резиновых муфтах) со стальными легкосъемными хомутами. В двухконтурных системах с антифризом первичный контур можно не сливать, но вторичный (водяной) опорожнять на зиму обязательно.

По материалам книги «Благоустройство сельского дома, инженерное обеспечение и оборудование».
Шматов В. П.

Энергоэффективный дом

Самодельный солнечный коллектор из PEX трубы для нагрева воды

Подробно рассмотрим самодельный солнечный коллектор из PEX трубы для нагрева воды, из сшитого полиэтилена или металлополимера (PEX или PEX-AL-PEX). Конструкция коллектора на PEX трубе очень похожа на солнечный водонагреватель с медными трубами, подробно описанный в предыдущей статье, поэтому некоторые технические детали я опущу, но в отдельных статьях остановлюсь подробно на конструкции теплообменника, бака и управления.

В обзоре участвует прототип, созданный автором из Монтаны. У него было две версии, обе хорошо работали но он расширил коллектор чтобы отапливаться с его помощью теплыми полами. Его коллектор обошелся в $1000, при цене на готовую заводскую модель той же конфигурации $8000 (учитывается цена доставки. 2008 год) при равной производительности. Тесты производительности описаны здесь.

У системы на полиэтиленовых трубах есть свои преимущества и недостатки по сравнению с системами на медных трубах.

Преимущества солнечного коллектора на трубах из сшитого полиэтилена:

• Все материалы для создания коллектора легко достать.
• Не нужны навыки пайки труб, минимальный набор инструментов.
• Самая низкая стоимость материалов (не учитываю самоделки из садовых шлангов).
• Высокая производительность.
• Длительный срок службы.
• Хорошо работает в холодном климате, рассчитан на 4 сезона.
• Прилично выглядит.

Недостатки:

• Термостойкость PEX трубы меньше, чем у медной (граница для сшитого полиэтилена около 110 градусов). Следовательно температуру необходимо контролировать.
• Солнечный коллектор PEX на 4-6% менее эффективен, чем медный. Тесты, показывающие эту разницу, смотрите в этой статье.
• Полиэтиленовая труба подвержена более быстрому износу при воздействии ультрафиолета.

Особенности конструкции солнечного коллектора из PEX трубы

Резервуаром для хранения воды является утепленный фанерный ящик, с прокладкой из EPDM резины (этилен-пропиленовый каучук). Такой вместительный бак легко и недорого изготовить, работает десятилетиями.

Теплообменник представляет собой бухту трубы, который утоплен в баке. В самом мотке около 35 литров горячей воды.

Предельно простая система, которая состоит из: солнечной панели-коллектора, резервуара с погруженным теплообменником, насоса и контроллера.

Увеличивая поверхность коллектора можно за копейки увеличить его производительность, устроив даже отопление на этой системе (автор прототипа сделал себе теплый пол в доме на такой же конфигурации, но увеличенном в размерах). Подробно о теплообменнике читайте здесь.

Обзор конструкции, размера и ориентации коллектора

Самодельный солнечный водонагреватель основан на трубах из сшитого полиэтилена (PEX) или металлополимера (PEX-AL-PEX), по которым циркулирует жидкий теплоноситель, снимающий тепло с алюминиевого абсорбера. Труба эластичная, выложена зигзагообразно от входного отверстия к выпускному.

Алюминиевый абсорбер герметично наложен на трубу с помощью термостойкого силикона для улучшения термической связи.

Опционально используется листовой алюминий под PEX, для обеспечения дополнительной площади теплопередачи. Подробнее про оребрение алюминием читайте здесь.

Насос качает воду из нижней части бака через коллектор, вода нагревается и возвращается в бак. Поступающая водопроводная вода проходит через змеевик, погруженный в резервуар (так осуществляется резервный нагрев). Змеевик погружен в резервуар для аккумуляции тепла. Этот теплообменник подогревает воду для последующего нагрева электрическим водонагревателем (при необходимости). В самом теплообменнике достаточно горячей воды для 15-тиминутного душа — после того, как вода заканчивается, змеевик забирает тепло из бака. Изоляцию бака для технического обслуживания обеспечивают три клапана. Контроллер включает насос, когда вода в коллекторе горячее воды в баке.

Данный прототип имеет площадь больше, чем стандартные заводские системы. Этим покрывается потеря производительности из-за используемых материалов (в американских коллекторах медная труба имеет медное оребрение, это очень круто, но и очень дорого) и в холода.

Коллектор устанавливается под углом, чтобы улучшить производительность зимой и уменьшить летний перегрев.

Система построена так, что в летнее время ее эффективность будет почти 100%, но около 50% в зимнее время. 75% за год соответственно.

Детали конструкции:

• Рама из пиломатериалов.
• Гофрированный поликарбонат SunTuf.
• Основа абсорбера из фанеры или ОСБ.
• Теплоизоляция жесткая Atlas R-Board.
• Листовой алюминий для оребрения труб.
• PEX-AL-PEX или PEX трубы.
• Термостойкий силикон.
• Термостойкая краска.
• Расходный материал (скобы, волнистый профиль под поликарбонат, винты и тд.)
• Насос, контроллер.
• Фанера и лист этилен-пропиленового каучука для бака.
• Резервуар, теплообменник и водопровод коллектора

Резервуар представляет собой теплоизолированный фанерный ящик, с «бассейном» из этилен-пропиленового каучука. Бак не опрессован, крышка фиксируется зажимами (но автор говорит, что пар не выходит и в подвале сухо). Вода в баке используется исключительно для сохранения тепла. Антифризом пользоваться для этой цели не принято, только чистая вода.

Тепло от воды в резервуаре передается большому мотку PEX трубы. Холодная вода проходит по погруженному мотку и забирает температуру от воды в резервуаре.

Труба сама по себе достаточно вместительна для нужд одного человека на 15 минут. Большинство систем с обратным дренажем (drainback systems) имеют сливной бак, который снимает тепло с коллектора и имеют герметичный бак с резервным подогревом. Данная же конфигурация объединяет две эти функции в одном резервуаре при значительном снижении затрат. Подробный материал про изготовление такого резервуара читайте здесь.

Санитарно-техническая часть солнечного коллектора состоит из водопровода, идущего от погружного насоса к нижней части коллектора и водопровода позади верхней части коллектора к верхней части бака.

Для проникновения нагретой солнцем воды в систему горячего водоснабжения дома, вы перекрываете трубу холодной воды, которая сейчас идет в имеющийся резервуар для горячей воды. Вы запускаете линию с каждого конца трубы с холодной водой к каждому концу мотка теплообменника в резервуаре.

Насос и управление

В системе используется небольшой погружной насос для откачки воды из резервуара к коллектору. Когда насос отключается, вся вода в коллекторе стекает в резервуар. Это работает так же на защиту от замерзания.

Насос управляется контроллером с двумя датчиками температуры — в коллекторе и резервуаре. Когда датчик в коллекторе теплее датчика в баке на заданную величину, контроллер включает насос. Когда температура коллектора падает, регулятор выключает насос.

Функция контроля от перегрева настроена на 60 градусов. Такая температура приемлема для нормального функционирования всей системы и для вас (чтобы не обжечься). Подробно о контроллере и насосе в этой статье.

Остекление и утепление коллектора

Гофрированный поликарбонат обеспечивает высокую прозрачность, теплопередачу, длительный срок службы (около 15 лет) и сравнительно низкую стоимость. Поликарбонат пропускает весь спектр излучения, что важно для максимального поглощения энергии коллектором.

Утепление в данном прототипе выполнено из полиизоциануратной жесткой изоляции, устойчивой к высоким температурам. Подробнее про остекление и утепление коллектора говорилось в статье про медный прототип коллектора.