Плоский сонячний колектор особливості та виготовлення своїми руками

Плоский сонячний колектор - це виріб, призначений для нагріву води під дією сонячних променів. Іншими словами, він перетворює енергію сонця в теплову енергію рідкого теплоносія, причому нагрів може досягати досить значних температур. Саме тому плоскі колектори використовуються в системах ГВП та опалення, особливо - приватних будинків.

Чималу роль відіграє і невисока вартість таких колекторів. Розцінки на них починаються від 12 тис. Рублів і залежать від площі вироби, продуктивності, фірми-виробника і деяких конструктивних особливостей (наприклад, типу покриття лицьового скла або нюансів пристрою абсорбера).

Пристрій і робота

Основа такого колектора - абсорбер, в якому і відбувається нагрів теплоносія (в побутових моделях використовується вода, в заводських може застосовуватися рідина з властивостями антифризу).

Абсорбер є тонколистовую металеву пластину (обов'язково - чорного кольору для кращого променевого поглинання), до якої знизу щільно прилягає (приварюється) змієподібна трубка малого перетину. З цієї трубці і циркулює вода, нагріваючись в ході проходження під пластиною металу. Розміщується абсорбер всередині корпусу (дерев'яного або металевого), причому стінки і дно його в обов'язковому порядку теплоізолюючих.

Це робиться для запобігання тепловтрат, які неминуче виникнуть, якщо абсорбер буде контактувати з корпусом. Лицьова частина корпусу закривається загартованим склом з особливими оптичними властивостями (в саморобних моделях можна використовувати оргскло).

Розігріта вода піднімається з колектора і надходить в накопичувальний бак, холодна вода з бака подається в колектор. З цього накопичувача вода витрачається на побутові потреби, доливаючи холодної у міру потреби. Причому можливі два варіанти пристрою: вода-теплоносій надходить безпосередньо в бак, змішуючись з холодною (одноконтурна система) або ж вона проходить крізь рідину в баку по тонкій трубці, прогріваючи його обсяг, як кип'ятильник. У міру проходження теплоносій остигає і повертається в колектор, не змішуючись з водою в баку (двоконтурна система).

Особливості плоских колекторів

Серед переваг таких пристроїв виділяються:

• Простота конструкції;
• Мінімальна ціна;
• Високий ступінь надійності;
• Висока продуктивність (особливо - влітку);
• Можливість заощадити до 70% витрат на підігрів води;
• Ідеальне співвідношення ціни / якості для теплого клімату і південних широт;
• Можливість самостійного виготовлення;
• Здатність самоочищення від снігу та опалого листя (за рахунок гладкої поверхні);
• Тривалий експлуатаційний період.

Однак при низьких температурах (взимку, в міжсезоння) продуктивність таких колекторів відчутно падає, що пов'язано з різко зростаючими тепловими втратами. Крім того, ці вироби мають досить високу парусність (через велику площі), це обов'язково треба врахувати при установці, інакше колектор може бути зірваний сильним поривом вітру. Також при установці на даху можна зіткнутися з цілим рядом труднощів, оскільки панель треба піднімати цілком. При цьому вона повинна бути орієнтована строго на південь, інакше її продуктивність буде менше задуманої.

експлуатація

При експлуатації плоских колекторів треба враховувати кілька факторів. По-перше, їх поверхня ні в якому разі не повинна затінювати (деревами або іншими домівках), це призведе до критичного падіння продуктивності. По-друге, після сильних опадів (наприклад, з градом) або вітру треба оглядати лицьове скло. Справа в тому, що град або принесений вітром сміття можуть пошкодити його поверхню. Головним чином це стосується стільникового полікарбонату, який найчастіше використовується в побутових моделях. Такі подряпини призводять до різкого погіршення оптичних властивостей, а значить, погіршення проходження сонячних променів. Іншими словами, до зниження продуктивності.

Плоскі колектори доцільніше застосовувати саме влітку, в умовах теплої і сонячної погоди. У цьому випадку вони повністю виправдають всі витрати на придбання, установку і інтеграцію системи. Причому відмінний варіант для зведення витрат до мінімуму - самостійне виготовлення плоского колектора.

виготовлення

Самостійно зроблені плоскі сонячні колектори чудово підійдуть для підігріву води на дачі (в душі або для побутових потреб), а ось для забезпечення ГВП великого котеджу їх продуктивності буде замало. Тому перш, ніж приступити до роботи, треба оцінити економічну доцільність витрат і зіставити з необхідним результатом.

• Тонким листом металу для абсорбера;
• Трубчастим змійовиком для води;
• Захисним склом;
• Заготовками для власне корпусу;
• Спіненої теплоізоляцією для корпусу;
• Сантехнічними перехідниками, заглушками, фітингами;
• Обладнанням для пайки металу і інструментом для збірки корпусу.

Крім того, перед початком робіт треба заздалегідь прикинути, який обсяг води повинен нагрівати один колектор. Від цього буде залежати кількість необхідних матеріалів.

Абсорбер і змійовик

Для абсорбера підійде лист міді, в крайньому випадку - алюмінію. Із зовнішнього боку його потрібно обов'язково пофарбувати матово-чорною порошковою фарбою для кращого нагріву.

Змійовик можна підшукати готовий. Але краще зробити самому з тонких мідних трубок, призначених для опалювальних систем. Трубки згуртовуються між собою через сантехнічні перехідники-трійники, таким чином, щоб вийшла конструкція, схожа на сходи. На невикористовуваних торцях встановлюються сантехнічні заглушки.

Корпус і лицьова панель

Для вироби, виготовленого своїми руками, лицьову панель можна зробити із стільникового (але не литого!) Прозорого полікарбонатом білого кольору. Корпус саморобного колектора зазвичай виконується з фанери і дерев'яних дощок. Лист фанери буде служити задньою стінкою, а дошки необхідні для бічних стінок.

теплоізоляція

Теплоізоляція прокладається по дну і боків корпусу для мінімізації тепловтрат, інакше саморобний колектор буде просто нагрівати навколишнє повітря. Найкраще для цих цілей підійдуть спінені ізоляційні матеріали, так як при невеликій товщині вони володіють дуже хорошою ефективністю.

Різновиди плоских колекторів

Газова плита з трубчастим змійовиком - це класичний варіант конструкції. Однак існують і альтернативні рішення, продуктивність яких також дозволяє використовувати їх для вирішення проблем дачного водопідігріву.

Абсорбер плоского колектора можна зробити і іншими способами. Ціна такого варіанту буде ще нижче, втім, як і продуктивність. Так, можна використовувати порожні алюмінієві банки з-під пива чи інших напоїв. У торцях банок проробляються отвори, після чого вони з'єднуються між собою в довгі ряди. Стики ретельно герметизуються силіконовим герметиком. Готова конструкція покривається чорною фарбою і також встановлюється в корпусі.

з поліпропілену

Всі внутрішні трубки матеріалу об'єднуються загальними трубами (зверху і знизу, для подачі і відведення води). Для цього використовують поліпропіленову трубка ABS невеликого діаметру. Вона розрізається уздовж і надівається на кромку листа поліпропілену. Для герметизації стиків потрібно спеціальний клей. На жаль, клей, призначений для роботи з поліпропіленом, коштує набагато дорожче силіконових або епоксидних варіантів.

Із садового шлангу

Це, мабуть, самий примітивний і найменш витратний варіант плоского колектора, що складається лише з садового шланга і дерев'яного корпусу. Шланг повинен бути гумовим або поліетиленовим, найкраще - чорного кольору (тоді готову конструкцію не доведеться додатково фарбувати). Армовані ПВХ-шланги для цих цілей не годяться, справа в тому, що вони мають більш тонкі стінки і при малих вигинах перегинаються. За рахунок цього порушується рівномірний перебіг потоку води і знижується внутрішній обсяг. Довжина шланга залежить від потреб (можна використовувати вироби в 50, 100 і навіть 200 м).

Бухта шланга укладається спіраллю на дно корпусу. Для кращого нагріву корпус варто заздалегідь фарбувати в чорний колір. Витки труби треба додатково зафіксувати, адже дією температур і обсягів води шланг буде прогинатися. Для цих цілей підійдуть пластикові хомути. Лицьова сторона закривається стільниковим полікарбонатом.

В цілому створений своїми руками газова плита досить ефективний в літній період, на дачній ділянці він взагалі може стати єдиним раціональним рішенням щодо забезпечення потрібного підігріву води. Збірка і установка такого колектора вимагає лише одноразових витрат, надалі ж його досить просто очищати від пилу, що скупчився чи інших забруднень.