От доста време на пазара се появиха различни слънчеви колектори. Това са устройства, които използват слънчева енергия за загряване на вода за битови нужди. Но високата им цена им пречи да придобият популярност сред потребителите; това е проблемът на всички алтернативни източници на енергия. Например, общите разходи за закупуване и инсталиране на инсталация, която ще отговори на нуждите на средностатистическо семейство, ще бъдат 5000 долара. Но има изход: можете да направите слънчев колектор със собствените си ръце от достъпни материали. Как да се приложи това ще бъде обсъдено в този материал.

Как работи слънчевият колектор?

Принципът на работа на колектора се основава на абсорбцията (абсорбцията) на топлинната енергия на слънцето от специално приемно устройство и прехвърлянето й към охлаждащата течност с минимални загуби. Като приемник се използват медни или стъклени тръби, боядисани в черно.

В края на краищата, известно е, че предметите, които са тъмни или черни на цвят, поглъщат топлината най-добре. Охлаждащата течност най-често е вода, понякога въздух. По дизайн слънчевите колектори за отопление и топла вода са от следните видове:

• въздух;
• воден плосък;
• воден вакуум.

Между другото, въздушният слънчев колектор се отличава с простотата на дизайна и съответно с най-ниската цена. Представлява панел - приемник на слънчева радиация, изработен от метал, затворен в херметизиран корпус. За по-добър топлообмен стоманената ламарина е снабдена с ребра от задната страна и положена отдолу с топлоизолация. Отпред има монтирано прозрачно стъкло, а отстрани на корпуса има отвори с фланци за свързване на въздуховоди или други панели, както е показано на схемата:

Въздухът, влизащ през отвора от едната страна, преминава между стоманените ребра и след като е получил топлина от тях, излиза от другата.

Трябва да се каже, че инсталирането на слънчеви колектори с въздушно отопление има свои собствени характеристики. Поради ниската им ефективност, няколко подобни панела, комбинирани в батерия, трябва да се използват за отопление на помещения. Освен това определено ще ви е необходим вентилатор, тъй като нагрятият въздух от колекторите, разположени на покрива, няма да слезе сам. Схематичната диаграма на въздушната система е показана по-долу на фигурата:

Простото устройство и принципът на работа ви позволяват да направите колектори от въздушен тип със собствените си ръце. Но ще ви трябва много материал за няколко колектора и все още няма да можете да затоплите водата с тяхна помощ. Поради тези причини домашните майстори предпочитат да работят с бойлери.

Конструкция на плосък колектор

За самостоятелно производство най-голям интерес представляват плоските слънчеви колектори, предназначени за отопление на вода. Корпус с правоъгълна форма от метал или алуминиева сплав съдържа топлинен приемник - плоча с намотка от медна тръба, притисната в нея. Приемникът е изработен от алуминий или мед, покрит с черен абсорбиращ слой. Както в предишната версия, дъното на плочата е отделено от дъното със слой топлоизолационен материал, а ролята на капака се играе от устойчиво стъкло или поликарбонат. Фигурата по-долу показва структурата на слънчев колектор:

Черната плоча абсорбира топлината и я предава на охлаждащата течност, движеща се през тръбите (вода или антифриз). Стъклото изпълнява 2 функции: предава слънчевата радиация към топлообменника и служи като защита от валежи и вятър, които намаляват производителността на нагревателя. Всички връзки са направени херметически, за да не прониква прах вътре и стъклото да не губи своята прозрачност. Отново, топлината на слънчевите лъчи не трябва да се вентилира от външния въздух през пукнатините, от това зависи ефективната работа на слънчевия колектор.

Този тип е най-популярен сред купувачите поради оптималното съотношение цена-качество, а сред домашните майстори поради относително простия дизайн. Но такъв колектор може да се използва за отопление само в южните райони, тъй като температурата на външния въздух пада, неговата производителност намалява значително поради големите топлинни загуби през корпуса.

Устройство за вакуумен колектор

Друг тип слънчеви бойлери се произвеждат с помощта на съвременни технологии и съвременни технически решения, поради което принадлежат към висока ценова категория. В колектора има две такива решения:

• топлоизолация с помощта на вакуум;
• използване на енергията на изпаряване и кондензация на вещество, кипящо при ниска температура.

Идеалният вариант за защита на абсорбера на колектора от топлинни загуби е затварянето му във вакуум. Медна тръба, пълна с хладилен агент и покрита с абсорбиращ слой, се поставя в колба, изработена от устойчиво стъкло, въздухът от пространството между тях се изпомпва. Краищата на медната тръба се вписват в тръбата, през която тече охлаждащата течност. Какво се случва: хладилният агент кипи под въздействието на слънчева светлина и се превръща в пара, издига се нагоре по тръбата и от контакт с охлаждащата течност през тънка стена отново се превръща в течност. Работната схема на колектора е показана по-долу:

Номерът е, че в процеса на превръщане в пара веществото абсорбира много повече топлинна енергия, отколкото при нормално нагряване. Специфичната топлина на изпаряване на всяка течност е по-висока от нейния специфичен топлинен капацитет и следователно вакуумните слънчеви колектори са много ефективни. Кондензирайки в тръба с течаща охлаждаща течност, хладилният агент предава цялата топлина към нея и сам тече надолу за нова част от слънчевата енергия.

Благодарение на дизайна си, вакуумните нагреватели не се страхуват от ниски температури и остават работещи дори в студа, поради което могат да се използват в северните райони. Интензивността на нагряване на водата в този случай е по-ниска, отколкото през лятото, тъй като през зимата по-малко топлина от слънцето достига до земята и облаците често се намесват. Ясно е, че производството на стъклена колба с евакуиран въздух у дома е просто нереалистично.

Забележка.Има вакуумни тръби за колектора, които се пълнят директно с охлаждаща течност. Недостатъкът им е, че са свързани последователно, ако една крушка откаже, трябва да се смени целият бойлер.

Как да си направим слънчев колектор?

Преди да започнете работа, трябва да вземете решение за размерите на бъдещия водонагревател. Не е лесно да се изчисли точно площта на топлообмен, много зависи от интензивността на слънчевата радиация в даден регион, местоположението на къщата, материала на отоплителния кръг и т.н. Би било правилно да се каже, че колкото по-голям е термичният колектор, толкова по-добре. Размерът му обаче вероятно е ограничен от мястото, където се планира да бъде инсталиран. Това означава, че трябва да продължим от района на това място.

Най-лесният начин да направите тяло е от дърво, като на дъното поставите слой пяна или минерална вата. За тази цел е удобно да се използват и крилата на стари дървени прозорци, при които е запазено поне едно стъкло. Изборът на материал за топлинния приемник е неочаквано широк, което майсторите не използват за сглобяване на колектора. Ето списък с популярни опции:

• тънкостенни медни тръби;
• различни полимерни тръби с тънки стени, за предпочитане черни. Полиетиленовата PEX тръба за водоснабдяване работи добре;
• алуминиеви тръби. Вярно е, че свързването им е по-трудно от медните;
• стоманени панелни радиатори;
• черен градински маркуч.

Забележка.В допълнение към изброените има много екзотични версии. Например въздушен слънчев колектор, направен от бирени кутии или пластмасови бутилки. Такива прототипи се отличават със своята оригиналност, но изискват значителна инвестиция на труд със съмнителна възвръщаемост.

Метален лист, покриващ цялата площ на бъдещия нагревател, трябва да бъде поставен в сглобена дървена каса или старо крило на прозорец с прикрепено дъно и положена изолация. Добре е, ако намерите лист алуминий, но тънката стомана ще свърши работа. Тя трябва да бъде боядисана в черно и след това тръбите трябва да бъдат положени под формата на намотка.

Без съмнение, колекторът за отопление на вода е най-добре да се направи от медни тръби, те пренасят топлината добре и ще издържат много години.Бербината е плътно прикрепена към металния екран със скоби или друг наличен метод; 2 фитинга за водоснабдяване са изведе.

Тъй като това е плосък, а не вакуумен колектор, топлоабсорбаторът трябва да бъде покрит отгоре с полупрозрачна конструкция - стъкло или поликарбонат. Последният е по-лесен за обработка и по-надежден в експлоатация, няма да се счупи от удари с градушка.

След сглобяването слънчевият колектор трябва да бъде монтиран на място и свързан към резервоара за съхранение на вода. Когато условията на монтаж позволяват, е възможно да се организира естествена циркулация на водата между резервоара и нагревателя, в противен случай в системата е включена циркулационна помпа.

Заключение

Отоплението на вашия дом със слънчеви колектори „направи си сам“ е привлекателна перспектива за много собственици. За жителите на южните райони тази опция е по-достъпна, те просто трябва да напълнят системата с антифриз и правилно да изолират тялото. На север домашен колектор ще помогне за загряване на вода за битови нужди, но няма да е достатъчно за отопление на къща. Студът и късият светъл ден оказват влияние.

Алтернативните източници на възобновяема енергия са изключително популярни. В някои страни от ЕС автономните доставки на отопление покриват над 50% от енергийните нужди. В Руската федерация слънчевите колектори все още не са широко разпространени. Една от основните причини: високата цена на оборудването. За слънчев панел от местен производител ще трябва да платите поне 16-20 хиляди рубли. Продуктите от европейски марки ще струват още повече, започвайки от 40-45 хиляди рубли.

Да направите слънчев колектор със собствените си ръце ще бъде поне наполовина по-евтино. Самоделният слънчев колектор ще осигури достатъчно топлина за загряване на вода за душ за 3-4 души. За да го направите ще ви трябват строителни инструменти, изобретателност и налични материали.

От какво може да се направи слънчева система?

Първо, трябва да разберете какъв принцип работи слънчевият бойлер. Вътрешната структура на блока включва следните компоненти:

• кадър;
• абсорбатор;
• топлообменник, в който ще циркулира охлаждащата течност;
• рефлектори за фокусиране на слънчевите лъчи.

Фабричният слънчев водогреен колектор работи по следния начин:

• Поглъщане на топлина - слънчевите лъчи преминават през стъклото, разположено отгоре на корпуса или през вакуумни тръби. Вътрешният абсорбиращ слой в контакт с топлообменника е боядисан със селективна боя. Когато слънчевата светлина удари абсорбера, се отделя голямо количество топлина, която се събира и използва за загряване на вода.
• Топлообмен - абсорберът е разположен в близък контакт с топлообменника. Топлината, акумулирана от абсорбера и прехвърлена към топлообменника, загрява течността, движеща се през тръбите към намотката вътре в резервоара за съхранение на топлина. Циркулацията на водата в бойлера се извършва чрез принудителни или естествени средства.
• БГВ - използват се два принципа на загряване на гореща вода:
  1. Директно отопление - топлата вода след нагряване просто се изхвърля в термоизолиран контейнер. В моноблокова соларна система като охладител се използва обикновена битова вода.
  2. Вторият вариант е осигуряване на топла вода с пасивен бойлер на принципа на косвеното нагряване. Охлаждащата течност (често антифриз) се изпраща под налягане към топлообменника на слънчевия колектор. След нагряване нагрятата течност се подава в резервоар за съхранение, вътре в който е вградена намотка (играеща ролята на нагревателен елемент), заобиколена от вода за системата за захранване с гореща вода.
     Охлаждащата течност загрява намотката, като по този начин предава топлина на водата в контейнера. При отваряне на крана загрятата вода от резервоара за съхранение на топлина тече към точката за събиране на вода. Особеността на слънчевата система с индиректно отопление е способността й да работи през цялата година.

Принципът на работа, използван в скъпите фабрични соларни системи, се копира и повтаря в колекторите „направи си сам“.

Работните конструкции на слънчевите бойлери имат подобна структура. Изработени са само от скрап материали. Има схеми за производство на колектори от:

• поликарбонат;
• вакуумни тръби;
• PET бутилки;
• бирени кутии;
• радиатор за хладилник;
• медни тръби;
• HDPE и PVC тръби.

Съдейки по диаграмите, съвременните „Кулибини“ предпочитат домашни системи с естествена циркулация, тип термосифон. Особеността на решението е, че резервоарът за съхранение е разположен в горната точка на системата за захранване с топла вода. Водата циркулира през системата чрез гравитация и се подава към потребителя.

Поликарбонатен колектор

Изработени са от плоскости тип пчелна пита с добри топлоизолационни свойства. Дебелина на листа от 4 до 30 мм. Изборът на дебелината на поликарбоната зависи от необходимия топлообмен. Колкото по-дебел е листът и клетките в него, толкова повече вода може да загрее инсталацията.

За да направите сами слънчева система, по-специално домашен слънчев бойлер от поликарбонат, ще ви трябват следните материали:

• две резбови пръти;
• пропиленови ъгли, фитингите трябва да имат външна резбова връзка;
• PVC пластмасови тръби: 2 бр., дължина 1,5 м, диаметър 32;
• 2 щепсела.

Тръбите се полагат успоредно на корпуса. Свържете се към захранването с топла вода чрез спирателни кранове. По тръбата се прави тънък разрез, в който може да се постави лист поликарбонат. Благодарение на принципа на термосифона водата ще тече независимо в жлебовете (клетките) на листа, ще се нагрее и ще отиде в резервоара за съхранение, разположен в горната част на цялата отоплителна система. За уплътняване и фиксиране на листовете, поставени в тръбата, се използва термоустойчив силикон.

За да се увеличи топлинната ефективност на колектора от клетъчен поликарбонат, листът е покрит с всяка селективна боя. Загряването на водата след нанасяне на селективно покритие се ускорява приблизително два пъти.

Вакуумно тръбен колектор

В този случай няма да е възможно да се справите само с импровизирани средства. За да направите слънчев колектор ще трябва да закупите вакуумни тръби. Те се продават от фирми, занимаващи се с поддръжка на слънчеви системи и директно от производители на слънчеви бойлери.

За самостоятелно производство е по-добре да изберете колби с пръчки от пера и термичен канал с топлинна тръба. Тръбите се монтират по-лесно и се сменят при необходимост.

Също така трябва да закупите концентраторен блок за вакуумен слънчев колектор. Когато избирате, обърнете внимание на производителността на възела (определена от броя на слушалките, които могат да бъдат свързани едновременно към устройството). Рамката е направена самостоятелно чрез сглобяване на дървена рамка. Спестяванията при производство у дома, като се вземе предвид закупуването на готови вакуумни тръби, ще бъдат най-малко 50%.

Слънчева система от пластмасови бутилки

За приготвяне ще ви трябват около 30 бр. PET бутилки. При сглобяване е по-удобно да се използват контейнери с еднакъв размер, 1 или 1,5 литра. На подготвителния етап етикетите се отстраняват от бутилките и повърхността се измива старателно. В допълнение към пластмасовите контейнери ще ви трябва следното:

• 12 м маркуч за поливане на растения с диаметър 20 мм;
• 8 Т-образни адаптера;
• 2 наколенки;
• ролка от тефлоново фолио;
• 2 сферични кранове.

При изработване на слънчеви колектори от пластмасови бутилки в долната част на основата се прави отвор, равен на диаметъра на гърлото, в който се вкарва гумен маркуч или PVC тръба. Колекторът е сглобен в 5 реда по 6 бутилки на всяка линия.

В ясен ден, в рамките на 15 минути. водата ще се загрее до температура 45°C. Като се има предвид високата производителност, има смисъл да се свърже слънчев бойлер, изработен от пластмасови бутилки, към резервоар за съхранение от 200 литра. Последният е добре изолиран, за да се предотврати загубата на топлина.

Колектор за алуминиеви кутии за бира

Алуминият има добри термични характеристики. Не е изненадващо, че металът се използва за производство на отоплителни радиатори.

Алуминиевите кутии могат да се използват при производството на домашни слънчеви системи. Консерви от калай или друг метал не са подходящи за производство.

За един слънчев панел ще са необходими следните компоненти:

• буркани, около 15 бр. на линия, тялото побира 10-15 реда;
• топлообменник - използва се колектор от гумен маркуч или пластмасови тръби;
• лепило за залепване на кутии;
• селективна боя.

Повърхността на кутиите е боядисана в тъмно. Кутията е покрита с дебело стъкло или поликарбонат.

За отопление на въздуха често се прави слънчев колектор от алуминиеви кутии. При използване на водна охлаждаща течност топлинната ефективност на устройството намалява.

Слънчева система от хладилника

Друго популярно решение, което изисква минимално време и пари. Слънчевият колектор е направен от радиатора на стар хладилник. Бобината вече е боядисана в черно. Достатъчно е само да поставите решетката в дървена кутия с изолация и да я свържете към захранването с топла вода с помощта на запояване.

Има вариант за изработка на климатик от кондензатор. За да направите това, няколко радиатора са свързани в една мрежа. Ако е възможно да закупите евтино около 8 бр. кондензатори, производството на колектор е напълно възможно.

Меден тръбен колектор

Медта има добри термични свойства. При производството на меден слънчев колектор се използва следното:

• тръби с диаметър 1 1/4", използвани при монтажа на системи за отопление и топла вода;
• 1/4" тръби използвани в климатични системи;
• газов котлон;
• спойка и флюс.

Корпусът на радиаторната решетка е сглобен от медни тръби с голям диаметър. В повърхността се пробиват отвори, равни на 1/4". В получените жлебове се вкарват тръби с подходящ диаметър. Радиаторът е покрит със стъкло или поликарбонат. Медта е боядисана със селективна боя.

Соларен котел от HDPE тръби и PVC маркучи

При производството на соларни системи се използва почти всеки наличен материал. Има решения, които ви позволяват да направите колектор от гофриран маркуч, гумен маркуч, използван за поливане на растения.

Соларните системи не се изработват от металопластични тръби поради гумени уплътнения на фитинги, които не издържат на силна топлина. При интензивно слънчево излъчване нагряването в колектора достига 300°C. Ако се прегрее, уплътненията определено ще изтекат.

Има възможност за производство на слънчев колектор от гофрирана неръждаема тръба. Популярността на решението се дължи на скоростта и лекотата на инсталиране. Гофрираната тръба от неръждаема стомана се полага в пръстени или змии. Недостатъкът е относително високата цена на неръждаемите гофрирани тръби.

Въпреки съществуващите опции, описани по-горе, слънчевите колектори от пропиленови и HDPE тръби остават най-популярни. Всеки вариант има своите предимства:

• Слънчев колектор от HDPE тръби- за производство изберете материал, който е устойчив на топлина. Продават се голям брой фитинги за улесняване на монтажа на радиатор за съхранение на топлина. Тръбите от полиетилен с ниска плътност първоначално са черни или тъмно сини на цвят, така че не изискват боядисване.
• Слънчев колектор от PVC тръби- популярността на решението се крие в лекотата на монтаж на конструкцията, извършена с помощта на запояване. Наличието на голям брой ъгли, тройници, американски женски и други фитинги улеснява процеса на сглобяване. С помощта на запояване можете да създадете колекторен топлообменник с всякаква конфигурация.

Изработка на слънчев колектор за топла вода от PEX тръба:

Всички описани тръби се използват с различна ефективност като ядро ​​при производството на домашен слънчев колектор от пластмасови бутилки и алуминиеви кутии.

Как да направите селективно покритие

Високоефективният колектор има висока степен на усвояване на слънчевата енергия. Лъчите удрят тъмна повърхност и след това я нагряват. Колкото по-малко радиация се отблъсква от абсорбера на слънчевия колектор, толкова повече топлина остава в слънчевата система.

За да се осигури достатъчно акумулиране на топлина, е необходимо да се създаде селективно покритие. Има няколко възможности за производство:

• Домашно покритие за селективен колектор- използвайте всякакви черни бои, които оставят матова повърхност след изсъхване. Има решения, когато като колекторен абсорбер се използва непрозрачна тъмна мушама. Черен емайл се нанася върху тръбите на топлообменника, повърхността на кутии и бутилки, с матов ефект.
• Специални абсорбиращи покрития- можете да отидете по друг начин, като закупите специална селективна боя за колектора. Селективните бои и лакове съдържат полимерни пластификатори и добавки, които осигуряват добра адхезия, топлоустойчивост и висока степен на абсорбция на слънчева светлина.

Слънчевите системи, използвани изключително за затопляне на вода през лятото, могат лесно да преминат чрез боядисване на абсорбера в черно с обикновена боя. Домашните слънчеви колектори за отопление на къща през зимата трябва да имат висококачествено селективно покритие. Не можете да пестите от боя.

Домашна или фабрична слънчева система - кое е по-добро?

Нереалистично е да се направи слънчев колектор у дома, който да може да се сравни с фабричните продукти по отношение на технически характеристики и производителност. От друга страна, ако просто трябва да осигурите достатъчно вода за летен душ, слънчевата енергия ще бъде достатъчна за работата на обикновен домашен бойлер.

Що се отнася до течните колектори, работещи през зимата, дори не всички фабрични соларни системи могат да работят при ниски температури. Всесезонните системи са най-често устройства с вакуумни топлинни тръби, с повишена ефективност, способни да работят при температури до –50°C.

Фабричните слънчеви колектори често са оборудвани с въртящ се механизъм, който автоматично регулира ъгъла на наклона и посоката на панела към кардиналните точки, в зависимост от местоположението на Слънцето.

Ефективен слънчев бойлер е този, който напълно отговаря на предназначението си. За да затоплите вода за 2-3 души през лятото, можете да се справите с обикновен слънчев колектор, направен със собствените си ръце от импровизирани материали. За отопление през зимата, въпреки първоначалните разходи, е по-добре да инсталирате фабрична соларна система.

Видео курс за изработка на панелен слънчев бойлер

Концепцията за енергийно ефективен дом включва създаването, внедряването и експлоатацията на възобновяеми енергийни източници. Слънчевите колектори „направи си сам“, които не толкова отдавна бяха изключителна рядкост, стават все по-често срещани.

Постоянното усъвършенстване на слънчевите системи и значителният спад в цените им доведоха до още по-голямото им появяване в ежедневието. Цената на фабричните модели днес е сравнима с разходите, необходими за инсталиране на класическа отоплителна система. Всеки обаче може да направи тази технология сам.

Принципът на работа на слънчевия колектор

За да опишем накратко принципа на работа на колектора, е необходимо да се улови слънчевата топлинна енергия. Впоследствие се концентрира и използва от хората.

Колекторната система се състои от следните компоненти:

• Термоакумулатор (обикновен контейнер за течност)
• Топлообменна верига
• Директно колектор

През колектора циркулира течна или газообразна охлаждаща течност. Получената енергия го загрява и чрез монтиран резервоар за съхранение предава топлина на водата.

Загрятата течност се съхранява в резервоара, докато се използва. Обхватът на приложението му е много широк - от обикновени битови нужди до отопление на дома. За да предотвратите бързото охлаждане на водата, е необходимо правилно да изолирате контейнера.

Циркулацията на водата в колектора се извършва по един от двата начина: или принудително. В резервоара за съхранение може да се монтира допълнителен елемент, който загрява течността, който ще се включи при достигане на ниски температури на околната среда и ще поддържа температурата на водата, например през зимата, когато слънцестоенето е кратко.

Уводно видео за дизайна на бойлер

Видове слънчеви колектори

Когато планирате да инсталирате слънчев колектор със собствените си ръце в къщата, трябва да вземете решение за вида на дизайна:

Моделите, в които въздухът е охлаждащата течност, се използват изключително рядко. Това се дължи на свойствата на течността - тя провежда топлина много по-добре от газа. Въздушните колектори често са направени с плоска форма, така че въздухът, в контакт с абсорбционното устройство, естествено да се нагрява.

схема на въздушен слънчев колектор

Вакуумни слънчеви колектори

Вакуумните модели са най-сложни. Вместо кутия, която е покрита със стъкло, той използва големи стъклени тръби. Вътре в тях има тръби с по-малък диаметър, които съдържат абсорбер, който събира топлинна енергия. Между тръбите има вакуум, той действа като топлоизолатор.

Плоски слънчеви колектори

Най-разпространеният е плосък слънчев колектор, вътре в който има специален абсорбиращ слой, поставен в стъклена кутия. Той е свързан с тръби, през които се движи охлаждащата течност (обикновено пропилей гликол).

схема на плосък слънчев колектор

Но когато решавате да направите слънчев колектор със собствените си ръце, трябва да разберете, че е невъзможно да се направят толкова сложни устройства, подобни на индустриалните. Освен това тяхната ефективност ще бъде значително по-ниска, експлоатационният им живот ще бъде по-кратък, но и материалните им вложения също.

Конструктивни чертежи

Да започваме

Преди изграждането на слънчев колектор е необходимо да се направят съответните изчисления и да се определи колко енергия трябва да произвежда. Но не трябва да очаквате висока ефективност от домашна инсталация. След като решите, че ще има достатъчно, можете да започнете.

Работата може да бъде разделена на няколко основни етапа:

1. Направете кутия
2. Направете радиатор или топлообменник
3. Направете предна камера и устройство за съхранение
4. Сглобете колектора

За да направите кутия за слънчев колектор със собствените си ръце, трябва да подготвите кантирана дъска с дебелина 25-35 мм и ширина 100-130 мм. Дъното му трябва да бъде направено от текстолит, оборудвано с ребра. Също така трябва да бъде добре изолиран с помощта на полистиролова пяна (но се предпочита минералната вата), покрита с поцинкована ламарина.

След като подготвите кутията, е време да направите топлообменника. Трябва да следвате инструкциите:

1. Необходимо е да подготвите 15 тънкостенни метални тръби с дължина 160 см и две инчови тръби с дължина 70 см.
2. И в двете удебелени тръби се пробиват отвори с диаметъра на по-малките тръби, в които ще се монтират. В този случай трябва да се уверите, че те са коаксиални от едната страна, максималната стъпка между тях е 4,5 cm
3. Следващият етап е, че всички тръби трябва да бъдат сглобени в една конструкция и здраво заварени
4. Топлообменникът е монтиран върху поцинкована ламарина (предварително прикрепена към кутията) и фиксирана със стоманени скоби (може да се направят метални скоби)
5. Препоръчително е да боядисате дъното на кутията в тъмен цвят (например черен) - той ще абсорбира по-добре слънчевата топлина, но за да се намалят топлинните загуби, външните елементи са боядисани в бяло
6. За да завършите монтажа на колектора, е необходимо да монтирате покривно стъкло близо до стените, като същевременно не забравяте за надеждното уплътняване на фугите
7. Между тръбите и стъклото се оставя разстояние от 10-12 мм

Остава само да се изгради резервоар за съхранение на слънчевия колектор. Неговата роля може да се играе от запечатан контейнер, чийто обем варира 150-400л. Ако не можете да намерите един такъв варел, можете да заварите няколко малки заедно.

Подобно на колектора, резервоарът за съхранение е добре изолиран от топлинни загуби. Остава само да се направи предкамера - малък съд с обем 35-40 литра. Той трябва да бъде оборудван с устройство за падане на вода (въртяща се клапа).

Остава най-отговорният и важен етап - да съберем колектора заедно. Можете да го направите по следния начин:

1. Първо трябва да инсталирате предната камера и хранилището. Необходимо е да се гарантира, че нивото на течността в последния е с 0,8 m по-ниско, отколкото в предната камера. Тъй като в такива устройства може да се натрупа много вода, е необходимо да се помисли как те ще бъдат надеждно затворени
2. Колекторът е поставен на покрива на къщата. Въз основа на практиката се препоръчва да направите това от южната страна, като наклоните инсталацията под ъгъл от 35-40 градуса спрямо хоризонталата
3. Но трябва да вземете предвид, че разстоянието между резервоара за съхранение и топлообменника не трябва да надвишава 0,5-0,7 m, в противен случай загубите ще бъдат твърде значителни
4. В крайна сметка трябва да се получи следната последователност: предната камера трябва да бъде разположена над задвижването, а последната - над колектора

Предстои най-важният етап - необходимо е да свържете всички компоненти заедно и да свържете водоснабдителната мрежа към готовата система. За да направите това, ще трябва да посетите водопроводен магазин и да закупите необходимите фитинги, адаптери, гнезда и други спирателни вентили. Препоръчително е да свържете секции с високо налягане с тръба с диаметър 0,5 инча, секции с ниско налягане с диаметър 1 инч.

Пускането в експлоатация се извършва, както следва:

1. Устройството се пълни с вода през долния дренажен отвор
2. Предната камера е свързана и нивата на течността се регулират
3. Необходимо е да се разхождате по системата и да проверите дали няма течове
4. Всичко е готово за ежедневна употреба

Слънчев колектор от хладилна бобина

Можете да направите слънчев колектор със собствените си ръце от обикновена намотка, взета от стар хладилник. За да работите, трябва да подготвите:

1. Директно намотка
2. Летви и фолио за рамката
3. Варел или резервоар за вода
4. Гумена постелка
5. Спирателни кранове (вентили, тръби и др.)
6. Стъклена чаша

След като измиете намотката с фреон, трябва да съборите рамката на стелажа около нея. Точните му размери ще зависят от размера на работната единица, която е извадена от хладилника. Килимчето трябва да се напасне към ламелите, сред които намотката да се позиционира свободно.

Върху гумената подложка (долната част на рамката) се поставя слой фолио. След това намотката се фиксира с помощта на винтови скоби. В стените се правят дупки, през които ще минават тръби. Производителността може да се увеличи чрез запечатване на фуги с уплътнители.

Дъното също е подсилено с летви. Стъклото е монтирано отгоре и закрепено с лента. За да не се притеснявате, можете да изрежете няколко алуминиеви пластини и да направите скоби от тях.

Видео за техническия дизайн и тестване на слънчевия колектор:

В ареста

Конструкция като слънчев колектор „направи си сам“ може значително да повиши нивото на комфорт в селска къща или селска къща. Макар и незначително, това намалява себестойността на консумираната енергия, генерирана от класически енергийни източници.

Винаги е било мечта да се използва слънчева енергия за битови нужди. Тази идея започна да се развива особено спешно през последните петдесет години, когато се появиха нови материали, които направиха възможно изграждането на доста ефективни структури. Появиха се и инструменти, с които могат да се правят сложни технологични конструкции в домашни условия.

Идеята за нагряване на вода с помощта на слънцето е реализирана в древни времена. Обикновените варели, изложени на слънце или на сянка, абсорбират топлинния поток от околната среда за определено време. Температурата на течността нараства с увеличаване на интензивността на слънчевата радиация.

През седемдесетте и осемдесетте години на 19 век Джоузеф Стефан и Лудвиг Болцман откриват закона за топлинното излъчване. Те извеждат изчислителни формули, въз основа на които се определя топлинният поток, получен от Слънцето на повърхността на Земята. За обекти, разположени на Земята, използвайте следната формула:

Където σ = 5.670367·10 -4, W/(m 2 ·K 4) ​​​​– константа на Стефан-Болцман;

F – топлопоглъщаща повърхност, m2;

C 2 – степен на излъчване на топловъзприемащата повърхност;

T 1 е температурата на топлинния излъчвател, за повърхността на Слънцето е общоприето, че е T 1 = 6000 K;

T 2 – температура на радиатора – това е повърхността, нагрята от слънчевата радиация, (T 2 = t 2 + 273), K;

където t 2 е температурата на радиатора (тялото на Земята), ° C;

ϕ – ъгъл на падане на слънчевите лъчи, °.

Какво е колектор и предназначението на слънчевите колектори

Слънчевият колектор е устройство, което събира радиационна енергия и след това предава натрупаната топлина на потребителите. В практиката се използва друг термин – слънчев колектор.

Според предназначението си соларните инсталации (слънчеви инсталации) се делят на:

• слънчевите концентратори са устройства, които събират слънчева енергия в тесен поток. Използват се за топене на метал. В NPO Physics-Sun Institute (Ташкент) са разработени и произведени топилни пещи, в които са постигнати температури над 5000...5500 °C;
• слънчеви панели – устройства за преобразуване на слънчевата радиация в електрическа енергия;
• слънчеви инсталации за обезсоляване - машини, предназначени за производство на прясна вода от вода с високо съдържание на минерални соли;
• слънчевите сушилни са термични устройства, които премахват влагата от зеленчуци и плодове чрез слънчева енергия;
• слънчеви нагреватели (въздушен слънчев колектор) - инсталации за пренос на топлинен поток от инфрачервено лъчение към охлаждащи течности.

Как работи слънчевият колектор?

В допълнение към видимата светлина, слънчевата радиация има и невидим инфрачервен спектър. Той е този, който пренася топлинна енергия. Въз основа на изследванията е установено, че в умерения климатичен пояс интензитетът на топлинното излъчване по обяд достига повече от 5 kW/m2. На фиг. Фигура 1 показва зависимостта на общата инсолация за 48° северна ширина.

Ориз. 1 Обща инсолация на слънчевата радиация за различни периоди от умерения пояс на Европа

Храна за размисъл! Топлинното излъчване се разделя на: директно и дифузно. Следователно дори в облачен ден се усеща потокът от слънчев топлинен поток. От представената илюстрация става ясно, че количеството входяща топлина през летния и зимния период има значителни разлики. Следователно при проектирането на устройства се взема предвид възможната ефективност, като се вземат предвид разходите.

Принципната схема на слънчевия колектор е показана на фиг. 2. Слънчевата радиация навлиза в колектора през полупрозрачна ограда. Приемният панел, боядисан в черно, поглъща топлина. В резултат на това черното тяло се нагрява. Последващият процес на пренос на топлина се осъществява чрез конвекция. Топлината се предава от нагрятата стена към потока течност (газ), движещ се през тръбопроводите. Движещата се среда се нагрява.

внимание! За да се предотвратят топлинни загуби, корпусът на колектора е топлоизолиран. Тъй като топлината, получена вътре, се използва за загряване на потока, интензитетът на отразената радиация от панела, приемащ радиацията, е нисък.

Поскъпването на традиционните енергийни източници насърчава собствениците на частни домове да търсят алтернативни възможности за отопление на домовете си и затопляне на вода. Съгласете се, финансовият компонент на въпроса ще играе важна роля при избора на отоплителна система.

Един от най-обещаващите методи за доставка на енергия е преобразуването на слънчевата радиация. За тази цел се използват соларни системи. Разбирането на принципа на техния дизайн и механизма на работа, правенето на слънчев колектор за отопление със собствените си ръце няма да бъде трудно.

Ще ви разкажем за конструктивните характеристики на слънчевите системи, ще предложим проста монтажна схема и ще опишем материалите, които могат да се използват. Етапите на работа са придружени от визуални снимки, материалът е допълнен от видеоклипове за създаването и пускането в експлоатация на домашен колектор.

Съвременните соларни системи са един от източниците на топлина. Те се използват като спомагателно отоплително оборудване, което преобразува слънчевата радиация в енергия, полезна за собствениците на жилища.

Те са в състояние напълно да осигурят топла вода и отопление през студения сезон само в южните райони. И само ако те заемат достатъчно голяма площ и са инсталирани на открити площи, които не са засенчени от дървета.

Въпреки големия брой разновидности, принципът на действие е един и същ. Всяка една е верига с последователно подреждане на устройства, които доставят топлинна енергия и я предават на потребителя.

Основните работни елементи са слънчевите колектори. Технологията на фотографските плаки е малко по-сложна от тази на тръбния колектор.

В тази статия ще разгледаме втория вариант – слънчева колекторна система.

Слънчевите колектори все още служат като спомагателни доставчици на енергия. Опасно е изцяло да се премине отоплението на дома към соларна система поради невъзможността да се предвиди ясен брой слънчеви дни

Колекторите са система от тръби, свързани последователно към изходните и входните линии или разположени под формата на намотка. Процесна вода, въздушен поток или смес от вода и някакъв вид незамръзваща течност циркулира през тръбите.

Циркулацията се стимулира от физически явления: изпарение, промени в налягането и плътността от прехода от едно агрегатно състояние в друго и др.

Събирането и акумулирането на слънчевата енергия се осъществява чрез абсорбери. Това е или твърда метална плоча с почерняла външна повърхност, или система от отделни плочи, прикрепени към тръби.

За производството на горната част на тялото, капака, се използват материали с висока способност за пропускане на светлина. Това може да бъде плексиглас, подобни полимерни материали, закалени видове традиционно стъкло.

За да се елиминират загубите на енергия, в кутията от задната страна на устройството е поставена топлоизолация

Трябва да се каже, че полимерните материали не понасят много добре влиянието на ултравиолетовите лъчи. Всички видове пластмаса имат доста висок коефициент на топлинно разширение, което често води до намаляване на налягането на корпуса. Следователно използването на такива материали за производството на тялото на колектора трябва да бъде ограничено.

Водата като охлаждаща течност може да се използва само в системи, предназначени да доставят допълнителна топлина през есенно-пролетния период. Ако планирате да използвате слънчевата система през цялата година, преди първото застудяване сменете технологичната вода със смес от нея и антифриз.

Ако е инсталиран слънчев колектор за отопление на малка сграда, която няма връзка с автономното отопление на вилата или с централизираните мрежи, се изгражда проста едноконтурна система с отоплително устройство в началото.

Веригата не включва циркулационни помпи и отоплителни уреди. Схемата е изключително проста, но може да работи само през слънчево лято.

Когато колекторът е включен в двуконтурна техническа структура, всичко е много по-сложно, но диапазонът от дни, подходящи за използване, значително се увеличава. Колекторът обработва само една верига. Преобладаващото натоварване се поставя върху основния отоплителен агрегат, работещ на електричество или друг вид гориво.

Домашните занаятчии са измислили по-евтин вариант - спирален топлообменник, изработен от.

Интересно бюджетно решение е абсорбатор за соларна система, изработен от гъвкава полимерна тръба. За свързване към устройствата на входа и изхода се използват подходящи фитинги.Изборът на наличните материали, от които може да се изработи топлообменник на слънчев колектор, е доста широк. Това може да е топлообменник на стар хладилник, полиетиленови водопроводни тръби, стоманени панелни радиатори и др.

Важен критерий за ефективност е топлопроводимостта на материала, от който е направен топлообменникът.

За самостоятелно производство медта е най-добрият вариант. Има топлопроводимост от 394 W/m². За алуминия този параметър варира от 202 до 236 W/m².

Въпреки това, голямата разлика в параметрите на топлопроводимост между медните и полипропиленовите тръби не означава, че топлообменник с медни тръби ще произвежда стотици пъти по-големи обеми топла вода.

При равни условия производителността на топлообменник, изработен от медни тръби, ще бъде с 20% по-ефективна от производителността на металопластични опции. Така че топлообменниците, изработени от полимерни тръби, имат право на живот. Освен това такива опции ще бъдат много по-евтини.

Независимо от материала на тръбата, всички връзки, както заварени, така и резбови, трябва да бъдат запечатани. Тръбите могат да бъдат поставени успоредно една на друга или под формата на намотка.

Веригата тип бобина намалява броя на връзките - това намалява вероятността от течове и осигурява по-равномерен поток на охлаждащата течност.

Горната част на кутията, в която се намира топлообменника, е покрита със стъкло. Като алтернатива можете да използвате съвременни материали, като акрилен аналог или монолитен поликарбонат. Полупрозрачният материал може да не е гладък, а набразден или матов.

Изводи и полезно видео по темата

Производствен процес на основен слънчев колектор:

Как да сглобите и пуснете в експлоатация соларна система:

Естествено, самостоятелно направеният слънчев колектор няма да може да се конкурира с индустриалните модели. Използвайки наличните материали, е доста трудно да се постигне високата ефективност, която имат индустриалните дизайни. Но финансовите разходи ще бъдат много по-ниски в сравнение със закупуването на готови инсталации.