Использование созданных своими руками воздушных коллекторов дает возможность владельцам частных домов решить проблемы с отоплением и обогревом воды, которая может использоваться для технических нужд. Самодельное оборудование отличается эффективностью и простотой конструкции. Оно позволяет частично или полностью обеспечить строение теплом и сократить расходы на проживание в собственном доме.
Описание технологии
Солнечные воздушные коллекторы — это специальные приспособления, позволяющие преобразовывать световую энергию в тепло. Такие установки могут использоваться для отопления помещений и нагрева технической воды. Существующие на сегодняшний день разновидности оборудования отличаются своим принципом работы, конструкцией, показателями эффективности и предназначением. Можно подобрать такие установки для дачного строения или полноценного загородного дома. Преимущества коллекторов:
простота конструкции;- эффективность;
- надежность и долговечность.
При правильном планировании устройства и его грамотном изготовлении солнечные воздушные коллекторы для отопления дома смогут функционировать круглый год, гарантируя сокращение расходов на обогрев помещения и решая проблемы с горячим водоснабжением. Производительность и эффективность функционирования оборудования будут во многом зависеть от его габаритов. Многие домовладельцы выполняют небольшие по своим размерам воздушные коллекторы, предназначенные для дополнительного обогрева частного дома.
Конструкционные особенности
Гелиосистемы, которые используются в качестве вспомогательного отопительного оборудования, отличаются простотой конструкции, надежностью и долговечностью. Простейшие воздушные коллекторы позволяют перерабатывать в тепло солнечное излучение, используя полученную энергию для подогрева воды и отопления частных строений.
В южных регионах, где зимой отмечаются плюсовые температуры, такие устройства можно использовать в качестве основного способа отопления дома, решая одновременно проблему с горячим водоснабжением. В средней полосе гелиосистемы отлично дополняют газовые, твердотопливные и электрические котлы, существенно сокращая расходы домовладельцев на проживание в частном доме в зимнее время года.
Эффективность работы воздушно-солнечных коллекторов будет напрямую зависеть от размеров устройства и климатических условий в регионе. Гелиосистемы имеют стандартную конструкцию, отличаясь лишь своими габаритами, а также наличием одного или нескольких контуров, которые отвечают за подогрев воды и отопление частного дома.
В замкнутом контуре воздушного солнечного коллектора располагаются специальные приборы, которые преобразуют в тепло световое излучение. По системе трубок движется теплоноситель, разогреваемый адсорберами, после чего вода самотёком или циркуляционными насосами прогоняется по замкнутому контуру с радиаторами отопления или накапливается в утепленном расширительном баке.
Важнейшей составляющей гелиоколлектора являются адсорберы, имеющие вид металлической пластины с чёрной наружной поверхностью. Также в качестве нагревающих элементов могут использоваться небольшие полости, непосредственно соединённые с трубками, по которым циркулирует теплоноситель.
Замкнутый контур с адсорберами устанавливается внутри ящика с прозрачной крышкой, изготовленной из полимерных материалов, силикатного или органического стекла. Используемый корпус должен одновременно отличаться прочностью, сохранять на протяжении многих лет свои показатели прозрачности, обеспечивая правильную работу гелиоколлектора. Предпочтительно для изготовления крышки использовать закалённое стекло, так как полимеры и органические материалы со временем выгорают под воздействием ультрафиолетовых лучей, теряют свою прозрачность, что отрицательно сказывается на показателях эффективности работы оборудования.
При использовании коллекторов исключительно в тёплое время года в качестве теплоносителя может применяться обычная вода. Если же предполагается функционирование устройства зимой, то необходимо заливать антифриз, который предупредит промерзание системы при отрицательных температурах.
Все используемые сегодня солнечные коллекторы для воздуха можно разделить на две основных категории: одно- и двухконтурные. Первые отличаются простотой конструкции и являются прекрасным решением для небольших строений, где требуется использовать такие установки исключительно для горячего водоснабжения или нагрева помещения. Двухконтурные гелиосистемы эффективны, способны работать зимой и летом, однако по причине сложности конструкции изготовить их самостоятельно не представляется возможным.
Основные типы гелиосистем
Основным критерием, по которому выделяют различные типы гелиосистем, является температура нагретого теплоносителя. На сегодняшний день наибольшее распространение получили три следующих типа воздушных коллекторов:
- 1.
Высокотемпературные используются в промышленных целях, отличаются сложностью конструкции, применяются для обогрева многоквартирных домов и отопления больших по площади объектов. Воздушные и жидкостные теплоносители в высокотемпературных системах могут разогреваться до 300 °C. - 2. Среднетемпературные, в которых вода или антифриз прогревается до 70—80 °C, используются для обогрева загородных домов и горячего водоснабжения частных строений.
- 3. Низкотемпературные установки отличаются простотой конструкции и способны нагревать теплоноситель до 50 °C. Такие устройства предназначаются для получения воды, используемой в технических целях.
Благодаря простоте конструкции выполнить своими руками низко- и среднетемпературные гелиоколлекторы сможет каждый дачник и владелец частного дома. Нужно лишь подобрать качественную схему изготовления оборудования и в последующем выполнять всю работу в полном соответствии с имеющейся технической документацией.
Самостоятельное изготовление солнечных коллекторов
Сделав своими руками простейший воздушный солнечный коллектор, можно не только снизить расходы на отопление загородного строения, но и бесплатно получать горячую воду для технических нужд. Простую конструкцию реально изготовить самостоятельно любому домовладельцу, при этом не требуется приобретать и использовать какие-либо сложные и дорогостоящие детали.
Этапы работы
Подготовив необходимые материалы и выполнив все конструкционные элементы, приступают к сборке оборудования. Вся работа проводится в несколько этапов. Соблюдая их, можно существенно упростить изготовление солнечного коллектора. Сборка оборудования выполняется в следующей последовательности:
- 1.
Собирается корпус, который дополнительно теплоизолируется минеральной ватой или пенопластом. - 2. Теплообменник, состоящий из пластиковых или металлических труб, устанавливают внутри изготовленного корпуса.
- 3. С использованием специальных фитингов и соединений к теплообменнику подключается накопительный и расширительный бак.
После завершения сборки коллектора проводят его пробный пуск, осматривая устройство на предмет выявления протечек. Контур с теплоносителем должен быть герметичным, что является одним из условий правильной работы оборудования.
Выполнение корпуса
Корпус самодельного гелиоколлектора может выполняться из досок, фанеры или OSB плит. Для повышения прочности и долговечности конструкций рекомендуется использовать каркас из стального и алюминиевого профиля с оцинковкой. Сваренный остов обшивается деревом, а для изготовления крышки используют полностью прозрачные прочные материалы. При условии применения надежных элементов солнечный гелиоколлектор сможет прослужить 20—30 лет, даже при условии постоянного пребывания на открытом воздухе.
Вес гелиоколлектора может составить 50 килограмм и более, соответственно, необходимо использовать прочную и долговечную опору, к которой будет крепиться корпус устройства. Устанавливать аппарат следует на южной стороне. Солнечная часть участка будет максимально долго освещаться солнцем, что позволяет повысить показатели коэффициента полезного действия гелиоколлекторов.
Теплоизоляция корпуса коллектора позволит существенно повысить эффективность работы устройства. Для утепления могут использоваться пенопласт, пенополистирол, минеральная вата и другие качественные изоляторы.
Предпочтительно выбирать фольгированные материалы, которые отличаются хорошей теплоизоляцией, способны отражать солнечные лучи, что позволяет им ещё больше нагревать адсорберы, повышая общую эффективность работы гелиоколлектора.
Сборка адсорберов
Адсорберы воздушного коллектора состоят из многочисленных трубок, по которым циркулирует теплоноситель. Теплоприемник следует изготавливать из меди или других материалов, отличающихся устойчивостью к коррозии. Для сокращения затрат на выполнение самодельного коллектора используемый адсорбер можно создать из полипропиленовых шлангов, теплообменника от старого холодильника и другого аналогичного оборудования.
Выбор накопительного бака
Для хранения нагретой гелиоколлектором воды может использоваться пластиковый или металлический накопительный бак. В средне- и высокотемпературных системах необходимы также расширительные бачки, которые позволяют решить проблему увеличения давления теплоносителя при его нагреве.
В каждом конкретном случае размер накопительного бака будет различаться. В низкотемпературных системах, которые используются для нагрева воды, будет достаточно 40-литрового пластикового резервуара. Не помешает дополнительно утеплить накопительный бак, для чего используют минеральную вату и аналогичные материалы. Ёмкость подключается к системе при помощи фитингов и пластиковых труб. Качеству соединения и отсутствию протечек необходимо уделить должное внимание, так как от этого будет напрямую зависеть беспроблемность функционирования воздушного коллектора.
Модернизация устройства
При необходимости в будущем можно с легкостью модернизировать изготовленный своими руками солнечный коллектор, установив дополнительные адсорберы, обклеив внутреннюю часть корпуса светоотражающей фольгой и расположив трубы теплообменника внутри пластиковых бутылок, играющих роль линзы. Проще всего усовершенствовать самодельный прибор, увеличив площадь адсорбера. Для этого потребуется изготовить новый корпус и подключить дополнительные секции из пластиковых и металлических трубок. Для соединения дополнительных секций потребуется использовать специальные фитинги и другие крепежные приспособления.
Воздушный солнечный коллектор для отопления представляет собой довольно простое устройство, которое способно аккумулировать солнечный свет, преобразуя его в тепло. В последующем нагретый теплоноситель можно использовать для отопления дома или получения горячего водоснабжения. Благодаря простоте конструкции изготовить гелиосистему своими руками не составит труда. Потребуется лишь качественная схема, в полном соответствии с которой и выполняются самодельные устройства.
