Солнечный воздушный коллектор своими руками — подробное руководство

Содержание

Солнечный воздушный коллектор своими руками — пошаговая инструкция!

Солнечный воздушный коллектор своими руками - пошаговая инструкция!Солнечный воздушный коллектор своими руками - подробное руководство

В наше время, когда исчерпываются природные ресурсы, люди все чаще ищут альтернативные источники энергии. А что может быть лучше энергии солнца – общедоступной, неисчерпаемой и, если можно так выразиться, дармовой?

Солнечный воздушный коллектор своими руками

И вот совсем недавно при изучении возможного применения солнечного света учеными был изобретен воздушный коллектор – прибор, поглощающий солнечную энергию и превращающий ее в тепло, которое впоследствии передается теплоносителю. Зачастую теплоносителем выступает жидкость, но нередко используется и воздух – более того, бывают ситуации, когда воздушные приборы даже более эффективны.

Солнечный воздушный коллектор своими руками

Чем отличается воздушный коллектор

Вполне очевидно, что главным отличием коллектора является используемый им в работе теплоноситель – в данном случае обыкновенный атмосферный воздух. В принципе, такое устройство выполняется сегодня в двух вариантах:

  • в виде плоской перфорированной или гофрированной панели;
  • в виде системы металлических труб, хорошо проводящих тепло.

Воздух здесь подогревается при контакте с металлом, а ребра на поверхности панели при этом лишь увеличивают теплоотдачу. Всю конструкцию желательно установить на южной стене здания, а также качественно теплоизолировать. Характерно то, что циркуляция теплоносителя бывает естественной и принудительной (с использованием вентиляторов).

Воздушные коллекторы могут работать при значительно меньшей температуре, чем жидкостные. К примеру, в обычной гелиосистеме оптимальная температура для работы коллектора – 50°С и выше, в то время как воздушным хватит и 25°С. Это позитивно сказывается на эффективности описываемых нами устройств, ведь чем ниже температура, тем меньшие теплопотери.

Вакуумный коллектор

Сферы применения

Столь низкая популярность приборов объясняется очень просто: у воздуха достаточно низкая теплопроводность. Тем не менее, гелиосистемы воздушного типа широко используются:

  • в системах рекуперации воздуха;
  • в осушительных системах;
  • в воздушном обогреве дома.

Получается, что воздушные коллекторы вряд ли можно считать полноценной заменой жидкостных, но благодаря им вполне можно сократить коммунальные расходы.

Преимущества и недостатки

У воздушных гелиосистем, как и у всех творений рук человека, есть свои сильные и слабые стороны. К преимуществам можно отнести:

  • эффективность в воздушной сушке;
  • небольшую стоимость;
  • простую конструкцию.

Но есть и недостатки:

  • воздушными коллекторами нельзя нагревать воду;
  • они весьма габаритны (ввиду незначительной теплоемкости);
  • у них скромный КПД.

Обратите внимание! Чтобы повысить эффективность воздушных гелиосистем, их устанавливают в стены (южные, как мы помним) еще при строительстве здания.

Солнечный воздушный коллектор своими руками

Вы можете сделать такой прибор самостоятельно, благо конструкция его, как уже отмечалось, достаточно простая. Для этого потребуются дешевые и доступные материалы (некоторые даже умудряются использовать жестяные банки).

Но помните: такие коллекторы достаточно габаритны, поэтому вполне вероятно, что придется соорудить конструкцию на всю стену.

Изготовление прибора из водосточных труб

Такой прибор уж точно лучше сделать на всю стену. Осенью и весной он поможет вам существенно сэкономить на отоплении. Материалы подбирайте, учитывая габариты будущей конструкции.

Что потребуется в работе

  1. Доска толщиной 3,5–4 см.
  2. Хомуты для крепления.
  3. Минвата для утепления.
  4. Влагоустойчивая фанера толщиной не более 1 см (на заднюю стенку).
  5. Лист алюминия небольшой толщины.
  6. Алюминиевые водосточные трубы (желательно с прямоугольным сечением – так будет удобнее).
  7. Пенополистирол – с его помощью вы изолируете торцевые поверхности.Пенополистирол

Технология изготовления

Для создания коллектора выполните следующие процедуры.

Первый этап. Сначала сделайте небольшой деревянный короб в виде открытого ящика. Его глубина должна быть чуть больше высоты водопроводных труб.

Сначала сделайте небольшой деревянный короб в виде открытого ящика

Второй этап. Надежно изолируйте заднюю и торцевые стенки. Поверх минеральной ваты уложите алюминиевый лист, к которому, в свою очередь, хомутами прикрепите трубы.

Обратите внимание! Для улучшения циркуляции воздуха с одной стороны короба трубы должны отступать приблизительно на 15 см от торца.

По краям трубы фиксируйте деревянной перегородкой, где предварительно проделайте крепежные отверстия в соответствующих местах.

Третий этап. Ввиду того что входное и выходное отверстия будут находиться с одной стороны конструкции, проделайте на противоположной стороне несколько деревянных перегородок для того, чтобы разделять потоки воздуха.

Четвертый этап. После монтажа окрасьте коллектор в черный цвет. Для передней панели отлично подойдет сотовый поликарбонат.

Сотовый поликарбонат

Помните: воздушный коллектор в собранном виде весит достаточно много, поэтому для монтажа вам понадобится несколько помощников. При установке используйте прочные и устойчивые опоры.

Затем подключите коллектор к вентиляции здания посредством утепленных воздуховодов. Также позаботьтесь о канальном вентиляторе, который будет нагнетать воздух в помещение.

Изготовления прибора из профнастила

Это еще более простая конструкция солнечного коллектора. Вы соорудите ее гораздо быстрее.

Первый этап. Сначала сделайте деревянный короб так же, как в предыдущем варианте. Далее по периметру тыльной стенки проложите брус (приблизительно 4х4 см), а на дно уложите минеральную вату.

Второй этап. Проделайте выходное отверстие в дне.

Третий этап. Уложите на брус профнастил и перекрасьте последний в черный цвет. Разумеется, если изначально он был другого цвета.

Четвертый этап. Сделайте перфорацию по всей площади профнастила для притока воздуха.

Пятый этап. При желании можете остеклить всю конструкцию поликарбонатом – это повысит температуру нагрева абсорбера. Но не забывайте о том, что нужно предусмотреть еще и выходное отверстие для притока воздуха извне.

Изготовление коллектора из пивных банок

Это практичная и дешевая альтернатива описанным выше моделям гелиосистем. Она характеризуется низкой себестоимостью, ведь главное – запастись достаточным количеством жестяных банок (это будет нетрудно для любителей «коки» или баночного пива).

Солнечный коллектор из алюминиевых банок

Обратите внимание! Банки обязательно должны быть из алюминия – этот металл обладает высоким теплообменом и устойчивостью к коррозии. Поэтому при подготовке проверьте каждую банку с помощью магнита.

Технология изготовления

Первый этап. Сначала проделайте в дне каждой банки по три отверстия, каждое размером с ноготь. Сверху сделайте вырез в форме звезды и отогните края наружу – это улучшит турбулентность подогретого воздуха.

Как сделать солнечный коллектор

Второй этап. Далее обезжирьте банки и сложите их в трубы соответствующей длины (в зависимости от размеров стены). Дно и крышка будут почти идеально прилегать друг к другу, а незначительные зазоры между ними обработайте силиконом.

Обратите внимание! Силикон должен выдерживать перманентно высокую температуру, иначе ваша конструкция рассыплется в процессе эксплуатации.

Не смещайте банки, пока силикон полностью не высохнет. Можете использовать для этого самодельные шаблоны – две доски, сбитые под углом (своего рода желоб). Это обезопасит трубы от боковых смещений.

Солнечный коллектор из алюминиевых банок

Третий этап. Далее приступите к сборке корпуса. Для задней стенки используйте лист обычной фанеры необходимого размера. Можете сверху и снизу короба установить специальные деревянные планки с отверстиями под трубы – так вы добьетесь более надежной фиксации.

Как сделать солнечный коллектор

Четвертый этап. Уложите трубы в короб и закрепите все тем же силиконовым герметиком. Потом выкрасите их черной краской – темные цвета, как известно, притягивают солнечные лучи. Между трубами проложите минеральную вату. Когда краска высохнет, закройте коллектор листом сотового поликарбоната.

В качестве заключения

В итоге хотелось бы отметить, что описанные нами конструкции гелиосистем позволяют добиться внушительного прироста температуры – зачастую в солнечный день в помещении на 25–30°С теплее, чем снаружи. Вместе с тем существенно улучшается и микроклимат в помещении, поскольку обеспечивается перманентное поступление свежего воздуха.

И еще один важный момент: такая конструкция не накапливает тепло, поэтому ночью она будет не нагревать, а охлаждать воздух в помещении. Эту проблему можно решить укрыванием коллектора после захода солнца.

Источник: //svoimi-rykami.ru/stroitelstvo-doma/otoplenie/solnechnyj-vozdushnyj-kollektor-svoimi-rukami.html

Делаем солнечный коллектор своими руками

Делаем солнечный коллектор своими руками - Школа по утеплению дома

Отопление в домеДелаем солнечный коллектор своими руками

29.08.2014

Концепция энергетически эффективного дома предполагает создание, внедрение и эксплуатацию возобновляемых источников энергии. Все большее распространение стали получать собранные солнечный коллектор своими руками, которые не так давно встречались крайне редко.

Постоянное совершенствование гелиосистем, существенное падение цен на них привило к еще большему появлению их в обыденной жизни. Стоимость заводских моделей сегодня соизмерима с затратами, необходимыми на обустройство классической системы отопления. Однако такую технологию может сделать каждый самостоятельно.

Принцип работы солнечного коллектора

Если кратко описать принцип работы коллектора – он необходим для захвата солнечной тепловой энергии. В дальнейшем она концентрируется и используется человеком.

Коллекторная система состоит из следующих составляющих:

  • Тепловой аккумулятор (обычная емкость под жидкость)
  • Теплообменный контур
  • Непосредственно коллектор

Жидкий или газообразный теплоноситель циркулирует по коллектору. Полученная энергия нагревает его и, посредством смонтированного бака-аккумулятора, передает тепло воде.

Нагретая жидкость хранится в баке до того, покуда она не будет использована. Сфера ее применения очень широка – от обычных хозяйственных нужд до отопления дома. Чтобы вода быстро не остывала, необходимо качественно тепло изолировать емкость.

Циркуляцию воды в коллекторе делают одним из двух способов: естественным или принудительным способом. В баке-аккумуляторе может монтироваться дополнительный элемент, нагревающий жидкость, который будет включаться при достижении низких температур окружающей среды и поддерживать температуру воды, например, зимой, когда солнцестояние непродолжительное.

Вводное видео об устройстве водонагревателя

Виды солнечных коллекторов

Планируя солнечный коллектор своими руками и установить в доме, необходимо определиться с типом конструкции:

  • Воздушный
  • Вакуумный
  • Плоский

Модели, у которых теплоносителем является воздух, используются крайне редко. Это связано со свойствами жидкости — тепло она проводит значительно лучше, чем газ. Воздушные коллекторы чаще делают плоской формы, чтобы воздух, контактируя с поглощающим устройством, естественным образом нагревался.

схема воздушного солнечного коллектора

Вакуумные солнечные коллекторы

Вакуумные модели самые сложные. Вместо коробки, которая покрывается стеклом, у него используются большие по габаритам трубки из стекла. Внутри них имеются трубочки с меньшим диаметром, в которых находится абсорбер, собирающий тепловую энергию. Между трубками – вакуум, он выполняет роль теплоизолятора.

схема вакумного солнечного коллектора

Плоские солнечные коллекторы

Самым распространенным является плоский солнечный коллектор, внутри которого располагается специальный абсорбирующий слой, помещенный в стеклянную коробку. Он соединяется с трубками, по которым перемещается жидкий теплоноситель (чаще пропилен-гликоль).

схема плоского солнечного коллектора

Но решаясь смастерить солнечный коллектор своими руками, необходимо понимать, что сделать столь сложные устройства невозможно, аналогичные промышленным. К тому же, их КПД будет значительно ниже, меньше эксплуатационный срок, но и материальные вложения тоже.

Чертежи конструкций

Приступаем к работе

Прежде чем сооружать солнечный коллектор, необходимо произвести соответствующие расчеты и определить, как много энергии он должен производить. Но от самодельной установки ждать высокого КПД не стоит. Сориентировавшись, что его будет достаточно – можно приступать.

Работу можно поделить на несколько основных этапов:

  1. Изготовить короб
  2. Изготовить радиатор или теплообменник
  3. Изготовить аванкамеру и накопитель
  4. Собрать коллектор

Чтобы изготовить коробку под солнечный коллектор своими руками, следует заготовить обрезную доску толщиной 25-35 мм и в ширину 100-130 мм. Дно ее следует сделать текстолитовым, оснастив его ребрами. Оно также должно быть хорошо теплоизолированное при помощи пенопласта (но предпочтение отдают минеральной вате), накрытого оцинкованным листом.

Подготовив короб, настает пора мастерить теплообменник. Следует придерживаться инструкции:

  1. Необходимо подготовить 15 тонкостенных металлических трубок длиной 160 см и две дюймовые трубы длиной 70 см
  2. В обоих утолщенных трубках сверлятся отверстия диаметра меньших трубок, в которые они будут устанавливаться. При этом нужно следить за тем, чтоб они были по одной стороне соосны, максимальный шаг между ними 4.5 см
  3. Следующий этап – все трубки нужно собрать в единую конструкцию и надежно сварить
  4. Теплообменник монтируется на лист оцинковки (ранее прикрепленный к коробу) и фиксируется при помощи стальных хомутов (можно сделать металлические зажимы)
  5. Днище короба рекомендуют покрасить в темный цвет (например, черный) – он будет лучше поглощать солнечное тепло, но чтобы снизить тепловые потери, внешние элементы красятся белым
  6. Завершить монтаж коллектора необходимо установкой покровного стекла около стенок, при этом не забыв о надежной герметизации стыков
  7. Между трубками и стеклом оставляется расстояние, равное 10-12 мм

Остается соорудить накопитель под солнечный коллектор. Его роль может исполнять герметичная емкость, объем которой варьируется около 150-400 л. Если найти одну такую бочку не удается, можно сварить между собой несколько небольших.

Как и коллектор, накопительный бак основательно изолируют от потерь тепла. Остается изготовить аванкамеру – небольшой сосуд объемом 35-40 л. Он должен оснащаться падающим воду устройством (шарнирным краном).

Остается самый ответственный и важный этап – собрать коллектор воедино. Сделать это можно таким образом:

  1. Вначале необходимо установить аванкамеру и накопитель. Необходимо следить, чтоб уровень жидкости в последнем был на 0.8 м ниже, чем в аванкамере. Так как воды в таких устройствах может собираться немало, необходимо продумать, каким образом они будут надежно перекрываться
  2. Коллектор размещается на крыше дома. Исходя из практики, рекомендуется делать это на южной стороне, наклонив установку под углом 35-40 градусов к горизонту
  3. Но нужно учитывать, что между накопителем и теплообменником расстояние не должно превышать 0.5-0.7 м, иначе потери будут слишком существенны
  4. В конце должна получиться следующая последовательность: аванкамера обязана располагаться выше накопителя, последний – выше коллектора

Наступает самый ответственный этап – необходимо соединить все составляющие воедино и подключить к готовой системе водопроводную сеть. Для этого потребуется посетить магазин сантехники и приобрести необходимые фитинги, переходники, сгоны и прочую запорную арматуру. Высоконапорные участки рекомендуют соединять трубой диаметром 0.5 дюйма, низконапорные – 1 дюйм.

Введение в эксплуатацию выполняется следующим образом:

  1. Установка заполняется водой посредством нижнего дренажного отверстия
  2. Подсоединяется аванкамера и регулируются уровни жидкости
  3. Необходимо пройтись вдоль системы и проверить, чтобы не было утечек
  4. Все готово к повседневной эксплуатации

Солнечный коллектор из змеевика холодильника

Солнечный коллектор своими руками можно смастерить из обычного змеевика, снятого со старого холодильника. Для работы потребуется подготовить:

  1. Непосредственно змеевик
  2. Рейки и фольга для каркаса
  3. Бочка или бак для воды
  4. Резиновый коврик
  5. Запорная арматура (вентили, труб и т. д.)
  6. Стекло

Промыв змеевик от фреона, необходимо сбить вокруг реечный каркас. Его точные размеры будут зависеть от размера рабочего узла, который был демонтирован с холодильника. Коврик необходимо подогнать под рейки, среди которых змеевик должен свободно располагаться.

На резиновый коврик (дно каркаса) укладывается фольгирующий слой. Затем змеевик фиксируют при помощи винтовых хомутов. В стенках проделываются отверстия, через которые будут проходить трубы. Повысить продуктивность можно за счет герметизации стыков герметикам.

Дно также укрепляется рейками. Сверху монтируется стекло и фиксируют при помощи скотча. Чтобы не волноваться, можно вырезать несколько алюминиевых пластинок и сделать из них прижимы.

о техническом устройстве и испытании солнечного коллектора:

В заключении

Такое сооружение, как солнечный коллектор своими руками, может существенно повысить уровень комфорта в загородном доме или на даче. Пусть незначительно, но оно снижает траты на потребляемую энергию, вырабатываемую классическими источниками энергии.

Источник: //v-teplo.ru/solnechnii-kollektor.html

Солнечный коллектор своими руками — инструкции и правила создания

На сегодняшний день использование солнечной энергии для получения тепла становится более популярным. Это связано с экономией средств, независимостью от энергоснабжающих организацией и главное, возможностью создать своими руками солнечный коллектор, который будет снабжать ваш дом теплом в холодные периоды.

Принцип работы системы солнечного коллектора

Принцип работы системы солнечного коллектора

В систему солнечного воздушного обогрева входят:

  • солнечный воздушный коллектор;
  • вентилятор;
  • воздуховоды.

Как сделать солнечный коллектор

Солнечный коллектор, созданный самостоятельно работает по принципу парникового эффекта — солнечные лучи через стекло нагревают внутреннюю часть коллектора. Недостаточно теплый воздух поступает в коллектор, где и нагревается, а затем с более высокой температурой пропускается в помещение.

Достоинства и недостатки воздушной системы

Как и любое оборудование воздушный коллектор имеет свои достоинства и недостатки. К достоинствам данного оборудования можно с уверенностью отнести:

  • простота в изготовлении, при небольших затратах;
  • воздух в коллекторе своими руками способен нагреваться до +800С;
  • благодаря отсутствию жидкости в коллекторе, система не замерзает, не бывает никаких протеканий.

Если говорить о недостатках, следует отметить:

  • отсутствие возможности накопить энергию;
  • результативная работа коллектора возможна только в солнечную погоду;
  • для установки оборудования следует сделать два отверстия в стене.

Солнечный коллектор своими руками — подготовка к работе

Жестких рамок относительно размеров и конструкции солнечных коллекторов не существует. Вы можете самостоятельно продумать схему и расположение.

В связи с тем, что зимой солнце находится очень низко относительно горизонта, рекомендуется устанавливать воздушные коллекторы на стенах с южной стороны.

Первый шаг — прежде чем начинать работу, следует определиться с месторасположением будущего коллектора, проследить чтобы стена, на которой он будет установлен не затенялась деревьями или сооружениями.

Следующим шагом при создании солнечного коллектора своими руками следует выбрать вентилятор с нужной вам производительностью.

Рассчитать производительность конкретного вентилятора возможно самостоятельно. Вычисления выполняются исходя из расчета рабочего внутреннего объема коллектора.

К примеру, если короб будет иметь размеры 2000 х 1000 х 115 мм, при учете того что толщина утеплителя 40 мм, оргстекла 10 мм, а задней стенки 5 мм, тогда внутренний объем ориентировочно составит 2 х 1 х 0,06 м3.

Далее необходимо умножить внутренний рабочий объем коллектора на 2000 и результатом станет производительность нашего вентилятора в количестве 240 м3/ч.

Самостоятельное создание системы солнечного обогрева

Первое, что необходимо сделать в процессе создания своими руками воздушного коллектора с лабиринтовой системой — сбить корпус. Он может быть выполнен из дерева или из влагостойкой фанеры. Толщина боковых стенок — 20 мм, задней — 5 мм. Размер короба получится 2000 х 1000 х 15 мм. На самом деле вы можете выбирать размеры по собственному усмотрению.

Такая система является не совсем обязательной, однако именно благодаря лабиринту повышается КПД коллектора. Это происходит потому, что длина пути прохождения воздуха увеличивается в три раза, а следовательно воздух прогревается сильнее.

Для того чтобы не падала производительность вентилятора следует обратить внимание ширину проходов в лабиринте, которая не должна снижаться.

К примеру, если площадь пропускного окна составляет 176 см2, переходы в лабиринте не должны быть меньше.

Когда короб будет готов и система в нем будет установлена, его необходимо покрасить с учетом того, что коллектор будет размещаться на улице под открытым небом.

 Варианты утепления воздушного солнечного коллектора

С целью достижения максимального эффекта стенки коллектора необходимо утеплить. Для этого вы можете выбрать пенополистирол, пенопласт, минеральную вату или другие утеплительные материалы.

В случае если температура применения вашего утеплителя будет ниже 1700С, нужно будет дополнительно использовать специальную подложку, которая применяется для утепления каминов и дымоходов (вспененный пенополиэтилен).

Утепление можно создавать разными способами, к примеру:

  1. На дно укладывается минеральная вата слоем в 4 см, а затем алюминиевый лист (абсорбер) толщиной 0,2 — 0,5 мм.
  2. Второй вариант предусматривает укладывание на дно пенопласта (4 см), сверху него — пенополиэтилен с алюминиевой фольгой (3 мм), затем алюминиевый лист толщиной 0,2 — 0,5 мм (абсорбер).

Следует отметить, что в жаркую погоду температура в коллекторе может достигать 1700С, а в зимнее, при температуре воздуха ниже 100С температура не будет превышать 900С.

Абсорбер представляет собой поглощающую поверхность. Для этого используются листы из меди или алюминия. Эти материалы отличаются своей высокой способностью проводить тепло. При создании солнечного коллектора своими руками чаще применяются алюминиевые листы, поскольку они гораздо легче медных и значительно дешевле.

К сведению, 1 м2 алюминиевого листа (0,5 мм) весит 1, 4 кг. Лист меди такого же размера весит 4,5 кг, что повышает его стоимость. Разница значительная.

В случае если вы не можете найти алюминиевый лист, можно заменить его профнастилом или оцинкованным листом, однако нужно понимать, что несколько градусов тепла в этом случае будет теряться.

Стыки на углах абсорбера следует обработать герметиком. Это поможет предотвратить потерю драгоценного тепла и попадание пыли от утеплителя (в случае использования для этой цели минеральной ваты).

Следующим шагом после самостоятельной сборки солнечного коллектора будет подготовка впускного и выпускного отверстий. Диаметр отверстий должен соответствовать размерам вентилятора и гофрированной или воздухоотводной трубы.

Покраска и остекление солнечного коллектора

Внутреннюю поверхность солнечного коллектора следует окрашивать черной матовой краской (жаростойкой). Для этого случая отлично подойдет краска в баллончике, которая используется при окрашивании глушителей для авто, мангалов и др. Данная краска высыхает достаточно быстро, однако будет целесообразным просушить солнечный коллектор в течение одного — двух дней с целью исчезновения запахов.

Остеклить коллектор своими руками можно при помощи сотового или монолитного поликарбоната — у этих материалов широкий диапазон температуры от -400С до +1200С.

В процессе работ по остеклению, с целью предотвращения утечек тепла следует использовать герметик и резиновые уплотнители. Фиксацию стекла можно выполнить алюминиевым уголком.

Готовый коллектор своими руками устанавливается путем просверливания в стене двух отверстий, по размеру совпадающих с диаметром воздуховодов. Не забудьте утеплить их при помощи ваты или пены, чтобы стены не забирали тепло.

Вентилятор может быть установлен внизу или вверху. Всасывающее отверстие оснащается небольшим воздушным фильтром. Для этого можно использовать пористую губку, синтепон или даже капроновый чулок.

как сделать воздушный Солнечный коллектор
Солнечный коллектор своими руками

Солнечный коллектор своими руками — примеры показателей температуры

Первый пример: Температура воздуха на улице +60С. Температура выхлопа составляет +650С (при учете того, что всасываемый воздух имел температуру +150С).

Второй пример: Температура воздуха на улице -50С. Температура выхлопа составляет +370С (при учете того, что всасываемый воздух имел температуру +110С).

Коллектор собственными руками с использованием обычного стекла

Компенсировать затраты на электрическую энергию для вентилятора можно при помощи небольшой солнечной панели, которая самостоятельно или через инвертор обеспечит питание вентилятора.

Автоматизировать процесс отопления возможно путем установки термостата, имеющего выносной датчик. Датчик сможет автоматически отключать вентилятор в случае выхлопов воздуха низкой температуры. Пределы вы сможете устанавливать самостоятельно.

Источник: //www.solar-battery.com.ua/solnechnyiy-kollektor-svoimi-rukami-instruktsii/

Солнечный воздушный коллектор своими руками — пошаговая инструкция!

Солнечный воздушный коллектор своими руками - пошаговая инструкция!Солнечный воздушный коллектор своими руками - подробное руководство

В наше время, когда исчерпываются природные ресурсы, люди все чаще ищут альтернативные источники энергии. А что может быть лучше энергии солнца – общедоступной, неисчерпаемой и, если можно так выразиться, дармовой?

Солнечный воздушный коллектор своими руками

И вот совсем недавно при изучении возможного применения солнечного света учеными был изобретен воздушный коллектор – прибор, поглощающий солнечную энергию и превращающий ее в тепло, которое впоследствии передается теплоносителю. Зачастую теплоносителем выступает жидкость, но нередко используется и воздух – более того, бывают ситуации, когда воздушные приборы даже более эффективны.

Солнечный воздушный коллектор своими руками

Вполне очевидно, что главным отличием коллектора является используемый им в работе теплоноситель – в данном случае обыкновенный атмосферный воздух. В принципе, такое устройство выполняется сегодня в двух вариантах:

  • в виде плоской перфорированной или гофрированной панели;
  • в виде системы металлических труб, хорошо проводящих тепло.

Воздух здесь подогревается при контакте с металлом, а ребра на поверхности панели при этом лишь увеличивают теплоотдачу. Всю конструкцию желательно установить на южной стене здания, а также качественно теплоизолировать. Характерно то, что циркуляция теплоносителя бывает естественной и принудительной (с использованием вентиляторов).

Воздушные коллекторы могут работать при значительно меньшей температуре, чем жидкостные. К примеру, в обычной гелиосистеме оптимальная температура для работы коллектора – 50°С и выше, в то время как воздушным хватит и 25°С. Это позитивно сказывается на эффективности описываемых нами устройств, ведь чем ниже температура, тем меньшие теплопотери.

Вакуумный коллектор

Сферы применения

Столь низкая популярность приборов объясняется очень просто: у воздуха достаточно низкая теплопроводность. Тем не менее, гелиосистемы воздушного типа широко используются:

  • в системах рекуперации воздуха;
  • в осушительных системах;
  • в воздушном обогреве дома.

Получается, что воздушные коллекторы вряд ли можно считать полноценной заменой жидкостных, но благодаря им вполне можно сократить коммунальные расходы.

Преимущества и недостатки

У воздушных гелиосистем, как и у всех творений рук человека, есть свои сильные и слабые стороны. К преимуществам можно отнести:

  • эффективность в воздушной сушке;
  • небольшую стоимость;
  • простую конструкцию.

Но есть и недостатки:

  • воздушными коллекторами нельзя нагревать воду;
  • они весьма габаритны (ввиду незначительной теплоемкости);
  • у них скромный КПД.

Обратите внимание! Чтобы повысить эффективность воздушных гелиосистем, их устанавливают в стены (южные, как мы помним) еще при строительстве здания.

Вы можете сделать такой прибор самостоятельно, благо конструкция его, как уже отмечалось, достаточно простая. Для этого потребуются дешевые и доступные материалы (некоторые даже умудряются использовать жестяные банки).

Но помните: такие коллекторы достаточно габаритны, поэтому вполне вероятно, что придется соорудить конструкцию на всю стену.

Изготовление прибора из водосточных труб

Такой прибор уж точно лучше сделать на всю стену. Осенью и весной он поможет вам существенно сэкономить на отоплении. Материалы подбирайте, учитывая габариты будущей конструкции.

Что потребуется в работе

  1. Доска толщиной 3,5–4 см.
  2. Хомуты для крепления.
  3. Минвата для утепления.
  4. Влагоустойчивая фанера толщиной не более 1 см (на заднюю стенку).
  5. Лист алюминия небольшой толщины.
  6. Алюминиевые водосточные трубы (желательно с прямоугольным сечением – так будет удобнее).
  7. Пенополистирол – с его помощью вы изолируете торцевые поверхности.Пенополистирол

Технология изготовления

Для создания коллектора выполните следующие процедуры.

Первый этап. Сначала сделайте небольшой деревянный короб в виде открытого ящика. Его глубина должна быть чуть больше высоты водопроводных труб.

Сначала сделайте небольшой деревянный короб в виде открытого ящика

Второй этап. Надежно изолируйте заднюю и торцевые стенки. Поверх минеральной ваты уложите алюминиевый лист, к которому, в свою очередь, хомутами прикрепите трубы.

Обратите внимание! Для улучшения циркуляции воздуха с одной стороны короба трубы должны отступать приблизительно на 15 см от торца.

По краям трубы фиксируйте деревянной перегородкой, где предварительно проделайте крепежные отверстия в соответствующих местах.

Третий этап. Ввиду того что входное и выходное отверстия будут находиться с одной стороны конструкции, проделайте на противоположной стороне несколько деревянных перегородок для того, чтобы разделять потоки воздуха.

Четвертый этап. После монтажа окрасьте коллектор в черный цвет. Для передней панели отлично подойдет сотовый поликарбонат.

Сотовый поликарбонат

Помните: воздушный коллектор в собранном виде весит достаточно много, поэтому для монтажа вам понадобится несколько помощников. При установке используйте прочные и устойчивые опоры.

Затем подключите коллектор к вентиляции здания посредством утепленных воздуховодов. Также позаботьтесь о канальном вентиляторе, который будет нагнетать воздух в помещение.

Изготовления прибора из профнастила

Это еще более простая конструкция солнечного коллектора. Вы соорудите ее гораздо быстрее.

Первый этап. Сначала сделайте деревянный короб так же, как в предыдущем варианте. Далее по периметру тыльной стенки проложите брус (приблизительно 4х4 см), а на дно уложите минеральную вату.

Второй этап. Проделайте выходное отверстие в дне.

Третий этап. Уложите на брус профнастил и перекрасьте последний в черный цвет. Разумеется, если изначально он был другого цвета.

Четвертый этап. Сделайте перфорацию по всей площади профнастила для притока воздуха.

Пятый этап. При желании можете остеклить всю конструкцию поликарбонатом – это повысит температуру нагрева абсорбера. Но не забывайте о том, что нужно предусмотреть еще и выходное отверстие для притока воздуха извне.

Изготовление коллектора из пивных банок

Это практичная и дешевая альтернатива описанным выше моделям гелиосистем. Она характеризуется низкой себестоимостью, ведь главное – запастись достаточным количеством жестяных банок (это будет нетрудно для любителей «коки» или баночного пива).

Солнечный коллектор из алюминиевых банок

Обратите внимание! Банки обязательно должны быть из алюминия – этот металл обладает высоким теплообменом и устойчивостью к коррозии. Поэтому при подготовке проверьте каждую банку с помощью магнита.

Технология изготовления

Первый этап. Сначала проделайте в дне каждой банки по три отверстия, каждое размером с ноготь. Сверху сделайте вырез в форме звезды и отогните края наружу – это улучшит турбулентность подогретого воздуха.

Как сделать солнечный коллектор

Второй этап. Далее обезжирьте банки и сложите их в трубы соответствующей длины (в зависимости от размеров стены). Дно и крышка будут почти идеально прилегать друг к другу, а незначительные зазоры между ними обработайте силиконом.

Обратите внимание! Силикон должен выдерживать перманентно высокую температуру, иначе ваша конструкция рассыплется в процессе эксплуатации.

Не смещайте банки, пока силикон полностью не высохнет. Можете использовать для этого самодельные шаблоны – две доски, сбитые под углом (своего рода желоб). Это обезопасит трубы от боковых смещений.

Солнечный коллектор из алюминиевых банок

Третий этап. Далее приступите к сборке корпуса. Для задней стенки используйте лист обычной фанеры необходимого размера. Можете сверху и снизу короба установить специальные деревянные планки с отверстиями под трубы – так вы добьетесь более надежной фиксации.

Как сделать солнечный коллектор

Четвертый этап. Уложите трубы в короб и закрепите все тем же силиконовым герметиком. Потом выкрасите их черной краской – темные цвета, как известно, притягивают солнечные лучи. Между трубами проложите минеральную вату. Когда краска высохнет, закройте коллектор листом сотового поликарбоната.

В качестве заключения

В итоге хотелось бы отметить, что описанные нами конструкции гелиосистем позволяют добиться внушительного прироста температуры – зачастую в солнечный день в помещении на 25–30°С теплее, чем снаружи. Вместе с тем существенно улучшается и микроклимат в помещении, поскольку обеспечивается перманентное поступление свежего воздуха.

И еще один важный момент: такая конструкция не накапливает тепло, поэтому ночью она будет не нагревать, а охлаждать воздух в помещении. Эту проблему можно решить укрыванием коллектора после захода солнца.

Источник: //lux-standart.ru/articles/solnechnyj-vozdushnyj-kollektor-svoimi-rukami.php

Что представляет собой солнечный воздушный коллектор и его устройство?

При упоминании солнечного коллектора многие сразу думают об обычных жидкостных плоских устройствах. В них энергия солнечного излучения преобразуется в тепловую, и передаётся теплоносителю. В роли последнего выступает антифриза или обычная вода. Их часто можно встретить на фасадах и крышах частных домов в южных регионах.

Однако есть воздушный солнечный коллектор, о котором пойдёт речь сегодня. Эти устройства распространены значительно меньше, но они имеют неплохую эффективность и могут удачно использоваться для определённых целей. Кроме того, конструкция воздушных коллекторов проще, чем у жидкостных. А также они дешевле и безопаснее.

Всё это способствует тому, что такие коллекторы многие изготавливают самостоятельно, хотя есть и много фабричных решений. От солнечных батарей коллекторы отличаются тем, что они сразу отдают полученную энергию на полезную работу (отопление), а не накапливают её.

Сегодня мы поговорим об устройстве воздушных коллекторов и их разновидностях.

Как работает воздушный солнечный коллектор и его особенности?

Можно сказать, что воздушный солнечный коллектор является одной из самых простых конструкций, которые используются для преобразования энергии солнца. Практически все знают, что такое теплица. Солнечное излучение проникает через прозрачное покрытие (стекло, поликарбонат и т. п.

) и удерживается в замкнутом пространстве. Для циркуляции воздуха в коллекторе может использоваться ещё одно физическое явление. Нагретый воздух легче холодного. Он поднимается наверх, что обеспечивает его движение в коллекторе. Но часто в них устанавливается принудительное вентилирование.

Схема работы воздушного солнечного коллектора

Проще говоря, в воздушный коллектор попадает холодных воздух, а выходит нагретый. Степень нагрева может существенно отличаться в разных типах устройств и в зависимости от климата, где используется коллектор. Наиболее простым вариантом является плоский абсорбер. В его конструкции присутствует поглощающая панель, трубки и вентилятор, если коллектор выполняется с принудительной вентиляцией. Конструкция устанавливается на стену помещения, которое будет обогреваться. Затем делает вход и выход патрубков в здание и подключение к системе вентиляции. Используя трубы можно провести обогрев по всем помещениям в доме. Но для этого потребуется мощный коллектор большой площади.

Поглощающая схема коллектора представлена абсорбером, теплоизоляцией, покрытием, пропускающим свет. Эти элементы размещаются в коробе. Для сохранения тепла боковые стенки и заднюю часть утепляют теплоизоляцией.

На теплоизоляционный слой укладывается абсорбер, который часто выполняется из металла (алюминий, медь). Его красят чёрной матовой краской, которая позволяет собирать максимальное количество солнечного излучения.

Определяющим свойством абсорбера является теплопроводность.

Заключительный этап – создание прозрачного защитного покрытия. В качестве покрытия используется стекло, прозрачный пластик, поликарбонат.

Именно поликарбонат использую чаще всего те, кто делает воздушный коллектор своими руками. Он дешевле и не сильно уступает по эффективности стеклу.

После этого остаётся только подключить входной и выходной патрубки, через который будет подводиться и выходить воздух.

Конструкция воздушного солнечного коллектора

Если нет принудительной вентиляции, то воздух может циркулировать под действием естественных процессов. Нагретый воздух идёт вверх, а холодный вниз. Однако такое исполнение встречается редко. Ведь при медленном движении воздуха происходят большие потери тепла. Поэтому в большинстве случаев в трубопровод системы врезается вентилятор, который увеличивает скорость циркуляции и уменьшает потери тепла. Конечно, появляются дополнительные затраты на электроэнергию для питания вентилятора.

Стоит сразу понять, что теплопроводность воздуха значительно ниже воды. То есть, по эффективности воздушный коллектор значительно уступает жидкостному.

Все стыки и соединения должны быть тщательно изолированы, чтобы избежать потерь тепла. Лучше всегда размещать воздушный коллектор на стене здания.

Если вы его установите отдельно, то потери на трубах будут существенно снижать эффективность установки.

При всех своих недочётах воздушный коллектор отлично подходит для того, чтобы подогревать воздух в помещении при разнице снаружи и внутри не более 15─17 градусов. Если требуется подогревать сильнее, то лучше использовать жидкостной аппарат.

Чаще всего солнечные коллекторы с воздушным энергоносителем используются в различных установках для сушки овощей в сельском хозяйстве. Реже они применяются в системах рекуперации воздуха. И довольно часто их можно встретить в частном секторе для отопления дома.

Воздушные модели не могут заменить жидкостные коллекторы, но при определённых условиях способны снизить расходы на «коммуналку».

Вернуться

Преимущества и недостатки воздушных коллекторов

Преимущества воздушных коллекторов:

  • Простота;
  • Дешевизна;
  • Эффективны при использовании в системах сушки.

Недостатки:

  • низкий КПД;
  • низкая теплоёмкость воздуха (это приводит к увеличению габаритов таких установок);
  • для увеличения эффективности приходится интегрировать коллектор в обогреваемого помещения.

Вернуться

Варианты исполнения воздушных коллекторов

Технология в общем виде

Короб с абсорбером всегда устанавливается на южной стороне строения, на фасаде или на крыше. Габариты выбираются в зависимости от объёма отапливаемого помещения. В принципе, размер ограничен только габаритами самой стены помещения и финансовыми возможностями. Первым делом изготавливается каркас коллектора. Можно использовать брус или доски.

Если делаете из досок, то каркас всё равно придётся усилить брусом. Перекрытия из бруса нужно сделать по длине корпуса из расчёт 1 на 1─1,5 метра. Без этого не будет достигнута прочность конструкции. При использовании стекла или стеклопакета в качестве покрытия каркас нужно упрочнить обязательно. Иначе стекло долго не проживёт.

Корпус для воздушного солнечного коллектора

После изготовления корпус закрепляется на стене дома. Все щели, которые имеются между корпусом и стеной изолируются монтажной пеной. По боковым сторонам делаются входное и выходное отверстия для подачи и отвода воздуха. Патрубки от них должны сразу входить в дом, а отрезок снаружи нужно обмотать теплоизоляцией.

Что касается абсорбера, то можно встретить разные варианты. Некоторые из них будут описаны ниже. Лучше всего на эту роль подходит сетка из металла. Хорошую эффективность даёт использование перфорированных металлических листов. На роль металла лучше всего подходит алюминий, поскольку имеет высокую теплопроводность и умеренную стоимость.

Нагрев будет зависеть и от площади сетки или пластины. Чем она больше, тем лучше будет нагреваться воздух. Но многие из нас имеют ограниченные финансовые возможности и такую роскошь, как алюминиевая сетка может позволить не каждый. Так, что в большинстве случаев используется простая металлическая сетка.

Поверхность абсорбера покрывается чёрной матовой краской для увеличения селективных свойств.

На отверстия нужно сделать клапан, чтобы в холодное время года обратно в помещение не поступал холодный воздух. Для этой цели можно использовать кусок полиэтилена, который крепится на отверстии за верхнюю часть.

Кроме того, необходимо на входе в коллектор установить мелкую сетку, выполняющую роль фильтра. Это защита от падания пыли и грязи. Если этого не сделать, стекло или поликарбонат быстро загрязнятся и пропускание солнечных лучей (значит, и КПД) значительно ухудшится.

Периодически сетку нужно промывать, чтобы устранять пыль, и поддерживать пропускную способность на нормальном уровне.

Абсорбер воздушного солнечного коллектора

Потом нужно установить прозрачный защитный слой. Это может быть закалённое стекло, разные виды поликарбоната, прозрачный шифер, стеклопакет или что-то другое. Главное, не забыть, что короб солнечного коллектора должен быть герметичным, и надёжно заделать все щели. Стеклопакет подойдёт лучше всего, но он стоит гораздо дороже, зато есть разные виды более доступного поликарбоната. По такой схеме можно сделать своими руками обогрев курятника или любого другого хозяйственного строения.

Потом устанавливается защитный слой на верхнюю часть солнечного коллектора. Если используется стекло, то оно должно быть закалённым. А также применяют прозрачный шифер, стеклопакеты, поликарбонат. Чтобы короб был герметичен, нужно все швы заделать герметиком. В результате можно изготовить просто воздушный коллектор для обогрева хозяйственных построек или помещения в доме.

Вернуться

С использованием водосточных труб

Подобные солнечные коллекторы располагают на всю стену обогреваемого помещения. Осенью и весной такая установка позволяет существенно экономить на тепловом отоплении. Материалы подбираются с учётом габаритов.

Каркас выполняется их досок, усиленных брусом, а задняя стенка из влагостойкой фанеры. Лучше взять толщиной не менее 10 мм. Абсорбер изготавливается из водосточных труб. Хорошо, если они будут прямоугольной формы. В качестве подложки берётся тонкий алюминиевый лист.

Минеральная вата идёт на утепление задней стенки, а пенополистрол – на боковые стенки корпуса.

Воздушный коллектор из водосточных труб

В целом порядок сборки коллектора из водосточных труб ничем особенно не отличается от стандартной технологии, описанной выше. Сначала изготавливается деревянный корпус в виде открытого ящика. Его глубина должна быть на 2─3 сантиметра выше диаметра труб. После изоляции задней и боковых поверхностей, на дно укладывается минеральная вата. Она накрывается алюминиевым листом и к нему монтажной лентой и саморезами прикрепляются трубы. Длина водосточных труб должна быть такой, чтобы от одного из торцов они заканчивались на расстоянии 20 сантиметров. Их края фиксируются перегородкой из дерева с вырезами под трубы. Входное и выходное отверстие располагаем с одной стороны, а с противоположной делаем перегородки, которые будут разграничивать воздушные потоки.

После монтажа все внутренности воздушного коллектора окрашиваем в чёрный цвет. После высыхания укладывается стекло или поликарбонат. По швам всё тщательно герметизируется.

После этого солнечный коллектор устанавливается на южной стороне дома. Рекомендуется сделать надёжные опоры или даже прикрепить его к зданию.

Далее к вентиляции дома подключаются патрубки и устанавливается вентилятор, выполняющий принудительную вентиляцию.

Вернуться

Воздушный коллектор на окно

Чтобы не возводить большие конструкции был придуман вариант с воздушным коллектором на окно. Он имеет небольшой вес и легко может быть снят. Нужно сказать, что такой коллектор достаточно эффективен и может неплохо прогреть помещение. Выполняется он из алюминия.

Для изготовления каркас используют алюминиевые рамки. На стеклопакет творение можно будет закрепить, как и москитную сетку.

Воздушный коллектор на окно

Для изготовления задней стенки используется лист алюминия средней толщины. В этом случае он не будет мяться. В задней стенке просверливается пара рядов отверстий в нижней и верхней части. В нижние отверстия будет забираться холодный воздух, а из верхних будет выходить нагретый. Сильно нагреваться он, конечно, не будет. Но тёплый – это вполне реально. Алюминиевый лист можно закрепить, используя фольгированный скотч. Им можно прихватить лист посередине и по углам. Для укрепления задней стенки ещё можно установить профиль из алюминия.

В качестве абсорбер может быть использована фольга чёрного цвета, используемая в фотографии. Но найти её проблематично. И обычно проблема решается установкой алюминиевого листа, покрашенного в чёрный цвет. По габаритам этот лист соответствует задней стенке. Крепите его тем же фольгированным скотчем ставите верхнюю рамку. Сверху она фиксируется тем же скотчем по периметру.

На роль пропускающего солнечный свет покрытия годится плёнка. Можно взять ту, в которую оборачивают продукты. У коллектора корпус должен герметичен. После сборки солнечный коллектор устанавливается на окно, выходящее на южную сторону.

Вернуться

Солнечный воздушный коллектор из профнастила

Этот вид чем-то напоминает конструкцию из водосточных труб квадратного сечения, но он проще и сделать его можно быстрее. Под него изготавливается короб необходимого размера из досок и бруса.

Дно выполняется из фанеры, на которую кладётся минеральная вата. Не забудьте в дне сделать отверстие для выхода воздуха. Далее укладывается профнастил и окрашивается в чёрный матовый цвет. Профнастил должен быть с высоким профилем.

В листе проделывается перфорация, чтобы мог проходить воздух.

Воздушный коллектор из профнастила

Сверху конструкция обшивается поликарбонатом и проводится тщательная изоляция. Естественно, в корпусе должно быть отверстие для всасывания холодного воздуха и выхода нагретого. У последнего нужно установить вентилятор.

Солнечный воздушный коллектор подобного типа обеспечивает нагрев примерно на 20─25 градусов по сравнению с наружным воздухом. И этого вполне достаточно для поддержания микроклимата.

При этом ещё постоянно идёт приток свежего воздуха.

Источник: //akbinfo.ru/alternativa/vozdushnyj-solnechnyj-kollektor.html

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.