Сонячний колектор для опалення будинку своїми руками
Сучасний ринок пропонує велику різноманітність нагрівальних приладів, але їх вартість буває занадто висока. Особливо якщо потрібен не один, а два-три нагрівальних бака. Ціни на комунальні послуги постійно зростають, люди змушені шукати способи заощадити на опаленні, і підігріві гарячої води. Є альтернативне джерело опалення, тому можна зробити сонячний колектор своїми руками, який буде використовувати енергію сонця для домашніх потреб. Це економічний варіант для опалення приміщень і забезпечення житлових будинків теплою водою.
У вітчизняних магазинах можна знайти подібне обладнання, але ціна буде навіть вище, ніж сума, витрачена на установку звичної системи опалення. Сонячний колектор можна виготовити самостійно, використовуючи підручні матеріали, які завжди знайдуться в арсеналі запасливо господаря: бляшані листи, банки, пластикові пляшки, листи полікарбонату, скляні трубки, інше.
Принцип роботи
Саморобні колектори прекрасно підходять для опалення, підігріву води в невеликих будинках, котеджах, підігріву басейнів. Вирішивши зібрати будинку своїми руками подібний агрегат, потрібно згадати фізичні закони, розібратися в принципі його роботи:
- Приймальний пристрій поглинає (абсорбує) сонячну енергію: як такі можуть бути використані мідні або скляні поверхні чорного або темного кольору. Саме ці матеріали мають більшу абсорбцію і оптимальні для підігріву води або інших рідин.
- Тепло від абсорбера передається на бак з теплоносієм: водою, антифризом, інший спеціальною рідиною, яка буде обігрівати ваш будинок.
- Теплоносій по трубах подається в радіатори, використовується для господарських потреб (гаряча вода на кухні, у ванній кімнаті).
Літній варіант конструкції
Можна зробити сонячний колектор своїми руками досить швидко, це не дуже складна робота. Для застосування його на дачі, в літній час, вам не знадобляться складні схеми і спеціальне устаткування:
- Якщо вода потрібна тільки на вулиці (літній душ, гаряча вода для прання, плавальними басейнами, миття посуду, інших господарських потреб), бак теж встановлюється на вулиці.
- Коли вода потрібна в будинку, бак буде встановлений всередині.
- У такій системі відбувається природна циркуляція рідини, тому бак потрібно встановлювати на 8-10 сантиметрів вище рівня батареї.
- Для з'єднання бака з батареєю (абсорбером) знадобляться труби певного діаметру.
- При великої протяжності системи краще встановити насос, який буде посилювати рух теплоносія.
Чи можна використовувати сонячний колектор взимку
Для цілорічного використання пристрою, потрібно докладніше дізнатися, як працює сонячний колектор взимку. Головна відмінність - теплоносій. Оскільки вода може замерзати в трубах контуру, її потрібно замінити антифризом. Працює принцип непрямого нагріву з установкою додатково бойлера. Далі схема така:
- Після того як антифриз нагріється, він надійде від батареї, розташованої на вулиці, в змійовик бака з водою і нагріє її.
- Потім тепла вода буде подаватися в систему, остившая повертатися назад.
- Обов'язково потрібно встановити датчик тиску (манометр), відведення повітря, розширювальний клапан для скидання надлишкового тиску.
- Як і в літньому варіанті, для поліпшення циркуляції необхідно передбачити наявність циркуляційного насоса.
Пристрій і види
Умовно дані системи можна класифікувати на два види:
- рідинні (про які ми говоримо в даному матеріалі);
- повітряні сонячні колектори, в яких використовується не рідина, а нагріте повітря.
Також вони поділяються по ККД, адже забезпечують різну тепловіддачу. Це залежить від матеріалів, що використовуються для виготовлення батареї, її площі. Оптимальним місцем розташування абсорбера є дах:
- потрапляє максимальна кількість сонячного світла,
- має велику площу,
- встановлена на даху батарея не займає корисний простір, нікому не заважає.
Конструкція сонячного колектора може бути декількох видів, основні:
- вакуумний опалювальний колектор, який має найскладнішу конструкцію. Вакуумні сонячні колектори відмінно підходять для обігріву приміщень, нагрівання води в будь-який час року, вони повністю забезпечать невеликий будинок, котедж;
- плоский сонячний колектор може бути рідинним і вакуумним. Це найбільш поширений тип оскільки досить простий в монтажі, при цьому ефективний, може забезпечувати будинок необхідною кількістю тепла для обігріву приміщень, водою для господарських потреб;
- термосифонний - як абсорбера використовуються скляні або металеві трубки;
- трубчастий - найпростіший тип, виготовити який можна для дачі, досить примітивний, не підходить для використання в зимовий час.
Нас цікавить конструкція, яка забезпечує наявність гарячої води і опалення в будинку в будь-який час року, зупинимося на двох оптимальні варіанти, розглянемо пристрій вакуумного сонячного колектора і плоского.
плоский колектор
Це найбільш поширений вид колектора, який можна виготовити самостійно. Добре підходить для використання в теплу пору року для підігріву води, взимку коефіцієнт корисної дії знижується.
Особливість конструкції полягає в наступному:
- корпус має плоску прямокутну або квадратну форму, виконаний з металу або іншого матеріалу, що має високий показник теплопровідності, покритий чорною фарбою;
- всередині розташовують пластину, в якій укладений змійовик з мідної трубки невеликого перерізу;
- по трубках циркулює теплоносій: вода, пропілен-гліколь, антифриз, інші відповідні рідини;
- також всередині корпусу укладають теплоізоляційний матеріал, який мінімізує втрати тепла;
- збираючи колектор такого типу, потрібно запастися листом полікарбонату або скла, який буде служити кришкою і виконувати дві функції: перешкоджати проникненню сміття, опадів, посилювати підігрів.
Рада по догляду! Щоб уникнути зниження ККД, потрібно регулярно протирати скляну поверхню від пилу, забруднень.
вакуумний колектор
Для водяного опалення можна використовувати сонячні колектори вакуумного типу. Завдяки конструкційним особливостям вони є більш потужними: здатні виробляти теплову енергію, якої вистачить на підігрів води та опалення приміщень.
- мінімізувати втрати дозволяють трубки, які поміщаються в колбах з викачаним повітрям;
- зверху трубки покриті абсорбційним матеріалом, що поглинає світлову енергію, всередині - наповнені антифризом (холодоагентом);
- кінці трубок з'єднані з трубою, через яку проходить теплоносій;
- при нагріванні антифриз закипає, перетворюється на пару, яка, в свою чергу, піднімається вгору і нагріває теплоносій;
- у даній конструкції є недолік: якщо хоч одна трубка вийде з ладу, ремонт стає досить проблематичним, так як вони з'єднані послідовно. Доведеться робити заміну всіх «нутрощів».
Такий повітряний сонячний колектор для опалення буде більш ефективний і придатний для того, щоб підтримувати температуру в системі в будь-який сезон. Хоча в холодну пору ККД працюючого колектора може незначно знижуватися через коротке світлового дня і малої світловий активності.
Рада по догляду! Зверніть увагу на внутрішню поверхню накопичувального бака для води, вона з часом покривається накипом, потрібне очищення. Періодичність залежить від якості води в місцевості.
Звертаємо увагу: виготовити в кустарних умовах вакуумні трубки з викачаним повітрям неможливо, їх доведеться купити. Це кілька збільшить витрати на облаштування такого типу колектора.
Виготовлення саморобного сонячного колектора
Якщо ви зацікавилися питанням, як зробити сонячний колектор, розглянемо основні етапи виготовлення плоских конструкцій:
- Для початку потрібно розрахувати габарити майбутнього обігрівача, виходячи з площі опалювального приміщення. Вони також будуть залежати від рівня активності сонця в конкретному регіоні, розташування будинку, місцевості, використовуваних матеріалів і інших чинників. Але відправна точка - все-таки площа поверхні, на якій він буде встановлений.
- Продумати, з чого буде виготовлений абсорбер (приймач). Для цих цілей можна використовувати мідні і алюмінієві трубки, сталеві плоскі батареї, згорнутий гумовий шланг і ін.
- Приймач повинен бути пофарбований в чорний колір.
- Потім потрібно виготовити корпус колектора, для цього підійдуть різні матеріали. Найбільш поширений - деревина, можна використовувати скло. Якщо є старі вікна з заскленням - ідеальний варіант.
- Між днищем корпусу і абсорбером потрібно прокласти теплоізоляційний матеріал (мінеральну вату або пінопласт), який буде перешкоджати втрат тепла.
- Всю площу нагрівача закрити металевим листом (з алюмінію або тонкої сталі), який буде посилювати ефект.
- Зверху укласти труби змійовика, прикріпити до металевого листа за допомогою будівельних скоб або іншими способами, кінці змійовика вивести назовні.
- Зверху теплові сонячні колектори накривають світлопропускній матеріалом, найчастіше склом. Можна використовувати прозорий полікарбонат, який більш практичний: стійкий до механічних ударів, невибагливий в догляді.
- Бак для води потрібно покрити ізолюючим матеріалом або пофарбувати чорною фарбою, щоб уповільнити процес охолодження води.
- Змонтувати нагрівальний елемент на місці і підключити за допомогою труб до накопичувального баку з водою.
- Провести пускові роботи, перевірити розводку по всій довжині на наявність течі через неякісні сполук.
Підведемо підсумки
В умовах тотального подорожчання комунальних послуг можна використовувати альтернативні способи обігріву приміщень, підігріву води для господарських потреб. В інших країнах сонячні колектори застосовуються для опалення досить давно.
Якщо ви не хочете платити великі гроші за промисловий водяний колектор, його можна зібрати самостійно, використовуючи підручні матеріали. Хочете, щоб конструкція була більш солідною і дійсно могла задовольняти потреби в гарячій воді і опалювала ваш будинок? Тоді доведеться відвідати будівельний магазин, підготуватися до складання більш грунтовно: придбати вакуумні колби, спеціальні трубки, листи скла або полікарбонату, інші комплектуючі.
Плюси і мінуси геліосистеми
З позитивних сторін виділяють:
- екологічно чистий вид енергії, що отримується безкоштовно;
- зниження витрат на оплату комунальних послуг за централізований підігрів води до 40-50%;
- недовгий термін окупності;
- можливість підігрівати воду для господарських потреб і опалювати невеликі приміщення d зимовий період;
- широкий вибір матеріалів, простота складання конструкцій.
До негативних моментів можна віднести:
- трудовитрати на створення світлового колектора;
- зниження коефіцієнта корисної дії в зимовий час, що робить практично неможливим використання таких систем в північних широтах;
- потрібні профілактичний догляд і очищення;
- в холодну пору необхідно використовувати антифриз, що тягне додаткові витрати.
