Сонячний колектор для опалення, зібраний своїми руками саморобний повітряний агрегат для будинку

Опалення приватного будинку можна організувати різними способами. Найчастіше це підключення до центральної системи теплопостачання або установка індивідуальних опалювальних приладів, які нагрівають теплоносій шляхом спалювання газу, рідкого або твердого палива. Рідше власники невеликих котеджів для обігріву використовують електричні котли і різні типи тепловентиляторів, направляючи повітряний потік в житлове приміщення.

Сьогодні існують альтернативні методи опалення, наприклад, пристрої, які перетворюють сонячне випромінювання в теплову енергію. Сонячні колектори для опалення будинку досить ефективні, повністю екологічні і не вимагають особливого догляду.

Чому використовувати сонячне опалення вигідно

Система опалення від сонячних колекторів має кілька дуже значущих переваг:

• сонячне тепло безкоштовно і їм можна користуватися в усіх куточках планети, не дивлячись на кліматичні умови;
• використання енергії сонця передбачає витрати виключно на придбання установки, весь інший час сонячний колектор працює повністю автономно;
• конструкція системи автономного опалення з сонячним колектором досить проста, тому її можна навіть зробити своїми руками.

Важливо розуміти, що саморобний колектор і акумулятор теплової енергії буде мати досить низький ККД в порівнянні з промисловими зразками, але все одно дозволить значно заощадити кошти на гарячому водопостачанні будинку.

Найпростіший розрахунок показує, що колектора площею 3 м2 достатньо не тільки для створення джерела гарячої води в невеликому приватному будинку, але і для його опалення в період міжсезоння. Це відчутно знижує витрати на використання енергоресурсів, а отже, і ваш сімейний бюджет.

пристрій геліоустановки

Сонячні колектори для опалення та створення гарячого водопостачання будинки починаються з наступних компонентів:

• пристрій для нагріву води або іншого теплоносія;
• акумулятор теплової енергії;
• контур для переміщення теплової енергії теплоносієм.

Сонячний колектор для облаштування опалення являє собою систему трубок з теплоносієм, в якості якого виступає повітря, вода, пропілен-гліколь або будь-яка інша рідина. Як акумулятора теплової енергії виступає ємність зі змійовиком, по якому циркулює надійшов з колектора теплоносій. Тепловий контур служить для об'єднання пристрою нагріву води, повітря або антифризу з акумулятором тепла.

Принцип роботи

Сонячна енергія потрапляє в колектор, де нагріває теплоносій, який циркулює в геліоустановки. Після нагріву він потрапляє в акумулятор тепла, де відбувається теплообмін між змійовиком і водою. Нагріта вода з акумулятора надходить в систему опалення або гарячого водопостачання будинку.

Циркуляція води в геліосистемі відбувається самопливом або за допомогою циркуляційного насоса (в залежності від призначення системи і способу установки бака-акумулятора по відношенню до колектора).

Природний рух води або повітря по контуру обумовлено принципом конвекції, коли після нагрівання рідина прагне вгору від колектора до акумулятора тепла.

Якщо брати в розрахунок, що гелиосистема буде використовуватися тільки для гарячого водопостачання, то крім сонячного колектора і акумулятора тепла більше нічого не потрібно. Якщо систему планується використовувати для опалення будинку, то для прокачування теплоносія через радіатори може знадобитися насос.

Типи поглиначів тепла

Сучасна промисловість освоїла виробництво декількох типів нагрівальних теплообмінників для сонячних опалювальних систем:

Всі вони працюють за одним принципом, але мають деякі конструктивні особливості та різницю в ККД. Для правильного вибору того чи іншого типу геліоустановки необхідне знання їх особливостей і грамотний розрахунок. Розглянемо кожен тип сонячного колектора більш докладно.

Плоский нагрівальний теплообмінник

Такий тип сонячного колектора для опалення складається з плоского, теплоізольованого з трьох сторін короба, заповненого адсорбуючим тепло речовиною. Усередині цієї речовини знаходиться теплообмінник з тонкостінних металевих труб, по якому циркулює вода або пропілен-гліколь.

Конструкція плоского поглинача сонячної енергії і розрахунок необхідних його параметрів досить прості, тому саме цей вид «нагрівача», використовують для виготовлення опалювальної геліосистеми своїми руками.

вакуумний теплообмінник

Вакуумний поглинач тепла складається з скляних труб, усередині яких знаходяться трубки меншого діаметру з адсорбентом, що акумулює сонячне тепло. Усередині трубок з адсорбентом прокладені металеві трубочки, по яких рухається теплоносій.

Між скляною трубкою великого діаметра і трубкою з акумулює тепло речовиною створений вакуум, який перешкоджає витоку тепла з адсорбенту в атмосферу.

ККД такої установки найвищий серед усіх типів сонячних колекторів. Виходячи з потужності пристрою проводять розрахунок його необхідної площі для нагріву теплоносія.

Повітряний колектор для обігріву будинку

У такому пристрої в якості теплоносія використовується повітря, циркуляція якого здійснюється як природним способом, так і за допомогою вентилятора. Як правило, повітряний колектор використовують виключно для обігріву в період міжсезоння невеликих дачних будівель, так як така конструкція має досить низький ККД. Крім того, для нагріву води і створення гарячого водопостачання будинку ця установка не підходить, тому використовується нашими співвітчизниками вкрай рідко.

Незважаючи на низьку ефективність повітряний поглинач має дві переваги: ​​просту конструкцію і відсутність теплоносія (води), а разом з нею і корозії, течі, проблем із замерзанням та ін.

Створення сонячного колектора своїми руками

Для створення плоского поглинача сонячного тепла потрібно досить складний розрахунок необхідної площі теплообмінника, обсягу ємності і довжини контуру. Самостійний розрахунок вимагає відповідних знань, досвіду і вихідних даних. Для спрощення завдання вам буде представлено три основних типорозміру геліосистеми:

• обсяг акумуляторного бака в 100-150 л довжина труби теплообмінника 7 м, площа колектора 2 м2;
• обсяг акумуляторного бака в 150-300 л довжина труби теплообмінника 9 м, площа колектора 3 м2;
• обсяг акумуляторного бака в 200-400 л довжина труби теплообмінника 12 м, площа колектора 4 м2.

Інструкція по самостійній збірці.

Зробити його можна з фанерного або пластикового листа і дерев'яних рейок, закріплених за його периметру в якості бортів.

теплообмінник

Для його виготовлення необхідно зварити решітку або зігнути з металевих труб, які і будуть використовуватися для нагріву теплоносія. Готовий виріб закріпити скобами на другий лист пластику або фанери і пофарбувати чорною матовою фарбою.

Приклеїти утеплювач по всій площі короба.

Встановити теплообмінник в підготовлений короб. Зверху поглинача встановити скло, попередньо промазав місця його зіткнення з коробом герметиком на основі силікону. Саморобний поглинач сонячного тепла готовий.

Виготовлення акумулятора тепла

З мідної труби слід зробити змійовик, після чого помістити його в підготовлену ємність, попередньо виконавши отвори для входу і виходу теплоносія. Вивести через ущільнення з акумулятора кінці теплообмінника.

Необхідно ретельно утеплити бак-акумулятор мінеральною ватою.

Для збереження утеплювального шару закрити його листом оцинкованого металу, створивши своєрідний «чохол».

Слід виготовити опорну конструкцію під акумулятор тепла і встановити поруч з ним готовий сонячний колектор. Після чого всі пристрої з'єднати тепловим контуром.

запуск системи

Для нагріву води і подачі її в будівлю слід заповнити систему антифризом, а акумулятор тепла водою. Через 20-30 хвилин вода в баку почне нагріватися, після чого її можна використовувати для опалення приміщення або інших потреб.