0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как собрать и изготовить солнечный коллектор для отопления дома и нагрева воды своими руками: излагаем обстоятельно

Как собрать и изготовить солнечный коллектор для отопления дома и нагрева воды своими руками: излагаем обстоятельно

Солнечные коллекторы (водонагреватели) широко применяются для нагрева воды и отопления домов за счет энергии солнца, причем не только в летний период, а на протяжении всего года. В данном разделе вы узнаете, как сделать солнечный коллектор (водонагреватель) своими руками из подручных материалов и минимальными затратами.

Почему стоит использовать ПНД трубы для гелиоколлектора

Полиэтиленовые трубы низкого давления чаще всего выпускаются черного цвета, поэтому не нуждаются в покраске. Это оптимальный оттенок, который позволяет изделиям поглощать максимальное количество тепла и передавать его циркулирующей жидкости.

К преимуществам солнечных коллекторов из ПНД труб стоит отнести:

  • высокую устойчивость к изнашиванию;
  • ударопрочность, стойкость к образованию трещин и иных механических дефектов;
  • длительный срок эксплуатации (не меньше 50 лет);
  • возможность применения в диапазоне температур от -60 °C до +60 °C;
  • устойчивость к воздействию агрессивных химических сред;
  • безвредность для окружающей среды;
  • малый вес;
  • удобство в работе.

Изделия весят в 5-7 раз меньше в сравнении с аналогичной продукцией, изготовленной из металла. Благодаря этому упрощается монтаж конструкции. Чаще всего они имеют большую длину, что позволяет снизить количество соединительных стыков или вовсе обойтись без них. Трубы из полиэтилена низкого давления имеют гладкую внутреннюю поверхность, что гарантирует максимальную пропускную способность трубопровода.

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.

Читать еще:  Как сделать компактную и мобильную циркулярную пилу

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.

Читать еще:  Самодельный дубовый книжный столик со стеклянными полками

Обустройство системы отопления

Чтобы отапливать здание применяют бойлер на основе косвенного нагрева, подключаемый к коллектору. Кроме того, в качестве дополнительного источника тепла необходимо использовать котел. Он может быть как газовым, так и твердотопливным. Осенью и весной, когда добиться нужной температуры в контуре можно исключительно за счет солнечной энергии, котел можно будет не использовать.

Если в вашей местности зимы достаточно холодные, посредством одного лишь коллектора вы не сможете добиться нормального подогрева теплоносителя. Тем не менее использование рассматриваемого оборудования позволит вам неплохо сэкономить. Поскольку в котел будет поступать немного подогретая вода. Соответственно для ее полного нагрева нужно израсходовать меньше топлива.

Размер коллектора должен быть максимально большим. Это позволит применять его наиболее оптимальным образом. Размер коллектора должен равняться 0.4-0,45 от показателя площади отапливаемого здания.

Существует достаточно большое количество критериев, по которым классифицируют те или иные конструкции гелиосистем. Однако для приборов которые можно сделать своими руками и использовать для горячего водоснабжения и отопления, наиболее рациональным будет разделение по виду теплоносителя.

Так, системы могут быть жидкостными и воздушными. Первый вид чаще применим.

Шаг 1: Сборка коллектора из гофрированной трубы

Шаг 2: Окрашивание солнечного прибора в черный цвет

Шаг 3: Установка подводов для воздуха

Шаг 4: Изготовление крышки для солнечного прибора

Кроме этого часто используют классификацию по температуре, до которой могут нагреваться рабочие узлы коллектора:

  1. Низкотемпературные. Варианты, способные нагревать теплоноситель до 50ºС. Применяются для подогрева воды в емкостях для полива, в ванных и душевых в летнее время и для повышения комфортных условий в прохладные весенне-осенние вечера.
  2. Среднетемпературные. Обеспечивают температуру теплоносителя в 80ºС. Их можно использовать для обогрева помещений. Эти варианты наиболее подходят для обустройства частных домов.
  3. Высокотемпературные. Температура теплоносителя в таких установках может доходить до 200-300ºС. Используются в промышленных масштабах, устанавливаются для обогрева производственных цехов, коммерческих зданий и др.

В высокотемпературных гелиосистемах используется довольно сложный процесс передачи тепловой энергии. К тому же они занимают внушительное пространство, чего не может позволить себе большинство наших любителей загородной жизни.

Процесс изготовления их трудоемок, реализация требует специализированного оборудования. Самостоятельно сделать подобный вариант гелиосистемы практически невозможно.

Читать еще:  Вездеход самодельной конструкции «АПП Проныра»

Высокотемпературные солнечные батареи на фотоэлектрических преобразователях в домашних условиях сделать довольно сложно

Конструкция из гибких труб

Для создания надежного солнечного коллектора используют только качественные материалы. Для этой цели подходят металлопластиковые трубы или обычные шланги, применяемые для полива. Коллектор может делать состоящим из нескольких модулей. В них нужно уложить и плотно закрепить трубы.

Данная конструкция наиболее простая. Ключевым ее недостатком является необходимость использования насоса. Поскольку в такой конструкции невозможно естественная циркуляция. Если длина труб слишком большая, показатель гидравлического сопротивления будет больше силы напора, создаваемой за счет разницы температур.

Отметим, что установить насос не представляет какой-либо проблемы. Причем такая системы довольно быстро окупиться.

Рассматриваемый вариант коллектора можно также применять для нагрева воды в бассейне. Его нужно подключить к фильтрационной системе, обладающей насосным оборудованием. Циркулирующая внутри жидкость будет нагреваться перед попаданием в емкость бассейна.

Есть варианты, при которых допустимо отказаться от монтажа накопительного бака. Такой подход можно реализовать, если нагретая вода предназначена исключительно для применения в светлое время суток в малом объеме. К примеру, длина контура составляет сто пятьдесят метров. При этом показатель внутреннего диаметра равен шестнадцати миллиметрам. В такой конструкции помещается тридцать литров жидкости. Если же конструкция состоит из нескольких отсеков, соединенных в одну систему, нагретой воды будет намного больше.

Особенности эксплуатации солнечного коллектора из ПНД

С помощью нескольких секций гелиоколлектора можно быстро нагреть воду в бассейне среднего размера. Конструкции из ПНД не только проще в изготовлении. Их обслуживание также не вызывает особых трудностей. Достаточно не допускать перегрева элементов в жаркие дни, защищать компоненты модуля от механических повреждений, своевременно подкрашивать детали из древесины, периодически удалять загрязнения с поверхности труб. При соблюдении этих нехитрых правил солнечный коллектор запросто прослужит 20 лет и больше.

Эффективность работы системы зависит от многих факторов. Значение имеют интенсивность солнечного излучения, температура окружающей среды, направление и сила ветра, количество модулей. Чтобы повысить автономность установки, вместе с ней можно использовать насос на солнечных батареях. Если подготовить агрегат нужной мощности, гелиоколлектор сможет функционировать без подключения к центральной электросети.

  • Солнечные светильники на даче: лучшие примеры с Алиэкспресс
  • Так ли экологичны солнечные батареи?
  • Что мешает новым технологиям в солнечной энергетике?
  • К 2030 году солнечные панели станут самым дешевым ВИЭ в Европе

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector