Повітряний сонячний колектор
Сонячний колектор, на відміну від сонячних акумуляторів, не накопичують енергію сонця, а відразу ж пускають її на утеплення. Їх роблять не тільки на виробництвах, а й своїми руками, з самих різних матеріалів, наприклад, з пивних банок.
Повітряний сонячний колектор, встановлений на південному фасаді будинку
Принцип роботи повітряного сонячного колектора
Повітряний сонячний колектор - одне з найпростіших пристроїв. Його робота заснована на принципах, знайомих всім нам з дитинства.
Парниковий ефект. Промені сонця можуть вільно проникати через прозорі покриття, будь то скло, полікарбонат або щось інше. Але тепло, яке вони принесли, не може вибратися назовні з закритого простору. Саме тому будують теплиці. Тепле повітря легше. Завжди нагріте повітря піднімається, а холодний - опускається до підлоги. Саме з цієї причини обігрівачі розміщують знизу.
Це два основних принципи, на яких організовано роботу повітряного сонячного колектора для будинку.
Повітряний колектор нагріває повітря для опалення, використовуючи для цього енергію сонячних променів. Зазвичай це проста конструкція із застосуванням плоского абсорбера. Повітряні колектори використовують для обігріву приміщень або для сушіння продуктів навіть в Сибіру.
Повітряний сонячний колектор для будинку складається з поглинаючої панелі, трубок, через які буде циркулювати повітря, і вентилятора, що відповідає за рух повітряних мас. Звичайно, все це потрібно прикріпити до приміщення, яке потребує підігріві.
Повітряний сонячний колектор для обігріву будинку
Можна також за допомогою труб зробити систему для обігріву всього будинку, якщо колектор досить потужний.
Поглинаюча панель складається з абсорбера, прозорого захисного покриття (наприклад, полікарбонату) і теплоізоляції. Все це поміщено в короб, задня і бічні стінки якого вкриті товстим шаром теплоізоляції. Це потрібно, щоб зберегти тепло для опалення.
Потім розміщується полотно абсорбера. Зазвичай його виготовляють з міді або алюмінію і покривають селективним покриттям, яке допомагає зібрати більше енергії. Для поглинає полотна головне - теплопровідність конструкції.
Зверху розміщується прозоре покриття, яке має захищати абсорбер від погодних умов і різних ударів. Звичайно, найкращим варіантом буде склопакет. Є багато більш дешевих варіантів, але склопакет забезпечить максимальний ККД, який зробить можливим обігрів навіть в Сибіру.
Хоча не можна заперечувати користь полікарбонату. Багато хто вибирає покриття саме з полікарбонату. Він коштує дешевше, але мало в чому поступається кращим варіантам.
Повітря може рухатися через поглинач завдяки природній циркуляції (теплий вгору, холодний вниз).
Пристрій повітряного сонячного колектора
Але іноді в таких випадках повітря рухається надто повільно і більшість накопиченого тепла йде в атмосферу замість опалення будинку, тоді можна додати кілька труб.
Це не економічно, тому в таких випадках до системи приєднують вентилятор, можна за допомогою труб. Він жене повітря набагато швидше і вся отримана енергія передається в систему для опалення. Але в цьому випадку потрібні додаткові витрати - вентилятори споживають електроенергію. Зазвичай такі сонячні колектори просто вбудовують в даху або стіни будівель, що підвищує їх ККД (коефіцієнт корисної дії).
Але не потрібно забувати, що повітря проводить тепло набагато гірше, ніж рідина. Тому ефективність у повітряного колектора буде набагато нижче, ніж у плоского варіанти для опалення. Повітря найкраще направляти між поглинає пластиною і теплоізоляцією, без труб. Прозоре захисне покриття, розміщене попереду, викликає великі тепловтрати. Правда, це не стосується полікарбонату. Але якщо не потрібно нагрівати повітря для опалення більше, ніж на 17 градусів (у порівнянні з навколишнім середовищем), то можна пускати циркуляцію по обидва боки полотна. Але якщо довкілля занадто низької температури, наприклад, в Сибіру, результат буде гірше. Якщо повітряний колектор хорошої якості, він може прослужити до 20 років.
Повітряні сонячні колектори, встановлені на фасаді будівлі
Види повітряних колекторів
Тип повітряного сонячного колектора залежить від того, звідки береться повітря. Якщо в приміщення він потрапляє зовні, а по дорозі його підігрівають, то - це вентиляційна система. Якщо ж повітря для нагрівання береться всередині самого приміщення і потім просто повертається всередину, то - це рециркуляционний варіант.
Вентиляційні системи для опалення зараз застосовують в овочесховищах, цехах, курятниках тощо. Тобто всюди, де потрібен постійний доступ свіжого повітря.
А рециркуляційна система відома нам з давніх часів. Найпростіший приклад - камін або піч з повітроводами для опалення. У сучасному варіанті це нагрівальний котел, вбудований в систему вентиляції. Але сонячний колектор обійдеться набагато дешевше, ніж вищеназвані варіанти, в тому числі і система водяного опалення.
Зимовий обігрів своїми руками
Іноді необхідно організувати опалення курника або будь-який інший господарської будівлі взимку. Але встановлювати піч для опалення - занадто дорого, витрати себе не окуплять. Тому багато хто вибирає повітряний колектор для обігріву курника, це відмінна схема. Зробити такий пристрій можна і своїми руками.
Повітряний сонячний колектор для обігріву курника, зроблений своїми руками
Це дорожча і ефективна конструкція, ніж, наприклад, колектор з пивних банок, тут доведеться постаратися.
Звичайно, сонячний колектор не дає обігріву в похмурі дні. Але навіть взимку дуже часто виглядає сонце, а в кінці осені і на початку весни, коли споруду необхідно обігрівати, так і зовсім багато сонця. При необхідності такий колектор може навіть в мінусову температуру підтримувати в приміщенні приємний клімат.
Схема пристрою повітряного колектора для будинку проста. Знизу потрібно зробити своїми руками отвір, через яке з приміщення буде надходити повітря для нагріву. Усередині колектора зроблена сітка, яка нагрівається і віддає тепло повітрю. Потім через верхній отвір потік знову повертається в приміщення.
технологія
Встановлювати полотно потрібно завжди з південної сторони. Розмір колектора вибирають так, щоб він добре опалював приміщення. Тобто потрібно взяти до уваги розміри, схема дозволяє відмінність. Само собою, що також це залежить від розміру південної стіни і кількості грошей.
Дерев'яний брус розміром 150 на 50 мм для виготовлення каркаса повітряного колектора
Спочатку робимо каркас пристрої. Для цього знадобиться брус 150 на 50 мм. В принципі, верхню частину можна виготовити з бруса 200 на 50 мм, тоді вийде козирок. Посередині каркаса краще зробити додаткове перекриття або навіть кілька, в залежності від розмірів каркаса. Це збільшить міцність конструкції. Якщо в якості захисного покриття планується використовувати склопакет, то каркас повинен бути зміцненим.
Каркас слід надійно прикріпити своїми руками до стіни будинку і заізолювати всі щілини між ними монтажною піною. Корпус повітряного сонячного колектора повинен бути герметичним.
Потім зверху і знизу на стіні всередині каркаса потрібно зробити отвори для обміну повітря. Якщо стіни з дощок або подібних матеріалів, це буде легко, але якщо стіна цегельна, це буде важче. Але все ж це необхідно зробити акуратно.
У повітряному сонячному колекторі роль абсорбера грає металева сітка. Це може бути сітка, на зразок москітної, тільки з метала, але набагато кращі результати дає просічно-витяжної або перфорований лист.
Металеві перфоровані листи для виготовлення абсорбера
Алюміній має високу теплопровідність, тому підходить найкраще. Крім того, чим більше площа, здатна приймати енергію, тим краще кінцевий результат. На жаль, через високу ціну мало хто може її собі дозволити, тому зазвичай обходяться металевою сіткою.
Поверхня обов'язково потрібно покрити чорною фарбою, це посилить селективні здатності абсорбера.
На верхні отвори, через які в приміщення потраплятиме тепле повітря, необхідно встановити клапани, це легко зробити своїми руками. Інакше в похмуру погоду з колектора буде потрапляти всередину холодне повітря.
Як клапана підійде шматок не дуже щільного поліетилену. Його прикріплюють тільки за верхній край і тепле повітря зможе піднімати його, а холодного не пробереться.
На нижні отвори потрібно встановити дрібну сітку, найкраще капронову. Вона буде охороняти колектор від попадання всередину пилу, тому краще поставити кілька шарів. Не можна допустити, щоб пил потрапила всередину колектора, адже вона осяде на захисному склі і погіршить ККД пристрою.
Капронову сітку потрібно буде час від часу міняти своїми руками, адже вона буде забиватися пилом і перестане пропускати повітря. Можна також іноді протирати її.
Прозорий полікарбонат для установки захисного шару повітряного колектора
Потім потрібно встановити прозорий захисний шар. Це може бути загартоване скло, різні види полікарбонату, прозорий шифер, склопакет або щось інше. Головне, не забути, що короб сонячного колектора повинен бути герметичним, і надійно закрити всі щілини. Склопакет підійде найкраще, але він коштує набагато дорожче, зате є різні види більш доступного полікарбонату.
За такою схемою можна зробити своїми руками обігрів курника або будь-якого іншого господарського будови.
система SolarVenti
Окремо потрібно згадати систему SolarVenti. Це повітряний колектор, який працює за принципом вентиляції. Його застосовують в тих приміщеннях, де може утворитися затхлость або цвіль. Наприклад, підвали, гаражі, дачі, будівельні вагончики, катери, тераси, житлові будинки тощо.
Відмітна особливість системи SolarVenti - вентилятор не потребує додаткової підживлення електроенергією, а захист абсорбера відбувається за допомогою полікарбонату.
Як і в звичайних колекторах, в SolarVenti абсорбер збирає енергію з сонячного проміння, але потім в дію приходить вбудований фотоелемент. Він перетворює її в електроенергію, яка включає вентилятор. Тобто навіть робота вентилятора відбувається завдяки сонячній енергії.
Повітряні колектори, які працюють за системою SolarVenti
Свіже повітря надходить через безліч дрібних дірочок на задній стінці без допомоги труб. Це забезпечує потрібну циркуляцію. Також є фільтр, який перешкоджає попаданню бруду всередину SolarVenti. А ще такий колектор використовує тепло стін для підвищення продуктивності обігріву будинку. Зазвичай в якості захисного шару використовують якийсь вид полікарбонату.
віконний колектор
Для тих, хто не бажає робити масивні конструкції, є повітряний колектор, який можна кріпити прямо на склопакет. Його може своїми руками зняти навіть жінка, до того ж без особливих зусиль. Такий колектор забезпечить обігрів будинку через склопакет. До речі, це більш ефективна система, ніж колектор з пивних банок.
Його роблять з алюмінію - це зменшує вагу і збільшує ефективність пристрою. Каркас робиться з двох алюмінієвих рамок. Його можна буде прикріпити на склопакет своїми руками так само, як кріпиться москітна сітка.
Задня стінка - алюмінієвий лист середньої товщини, щоб не м'явся. Для циркуляції повітря в задній стінці потрібно пробити по два ряди дірочок зверху і знизу. У нижні буде входити холодне повітря, з верхніх - виходити теплий. Лист алюмінію потрібно прикріпити своїми руками за допомогою алюмінієвого скотча, зафіксувавши по всіх кутках і посередині.
Алюмінієві листи середньої товщини для виготовлення задньої стінки віконного колектора
Для того щоб зміцнити задню стінку, посередині можна встановити алюмінієвий профіль з заклепками.
Абсорбер можна зробити з тонкої чорної фольги, яку використовують фотографи. Правда, її важко знайти і вона недешево коштує. Тому багато хто вибирає більш практичний варіант - дуже тонкий лист алюмінію, пофарбований чорною фарбою.
Абсорбер повинен мати ті ж розміри, що і задня стінка. Коли його прикріпили до корпусу алюмінієвим скотчем, можна зверху встановлювати другу рамку. Зверху всю конструкцію потрібно знову ж зафіксувати алюмінієвим скотчем.
Зверху на другу рамку необхідно наклеїти двосторонній скотч по всьому периметру. Тут буде кріпитися прозорий захисний шар. Найкраще підійде термозбіжна плівка. Не забуваємо, вона повинна бути натягнутою. Корпус колектора повинен бути герметичним, як склопакет. На жаль, тут неможливо використання полікарбонату.
Після цього повітряний колектор можна кріпити на склопакет. Вікно повинне обов'язково виходити на південну сторону. Звичайно, можна ще прикріпити липучки і приклеїти колектор прямо на склопакет. Це вже справа вибору, але в такому випадку потрібно буде забезпечити надходження теплого повітря всередину за допомогою труб.
Повітряний сонячний колектор з пивних банок
Ще можна зробити повітряний колектор з пивних банок. Колектор з банок буде менш ефективним, на кілька Дж. У цій схемі з банок робиться теплогенератор.
Основний плюс повітряного сонячного колектора з банок - доступність матеріалів, зокрема, тих же самих банок.
Повітряний колектор можна Як купити у виробника, так і зробити своїми руками. Як видно, що такі колектори доступні всім, адже кожен може зробити повітряний колектор з банок.
