1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Изготовление эффективного солнечного коллектора из поликарбоната своими руками

Изготовление эффективного солнечного коллектора из поликарбоната своими руками

Дата публикации: 15 мая 2019

  • Что представляет собой солнечный коллектор из поликарбоната
  • Какими достоинствами обладает солнечный коллектор из сотового поликарбоната
  • Как изготовить и собрать солнечный водонагреватель из поликарбоната своими руками
  • Рекомендации по установке накопительного бака для воды и солнечного коллектора

Нагревание холодной воды для дачных нужд – необходимый, но достаточно энергоемкий процесс. Справедливость этого мнения подтверждают суммы к оплате в счетах за электроэнергию. Мириться с проблемой и переплачивать за потребленные блага не стоит. Тем более что сегодня можно легко изготовить теплообменник несложной конструкции – солнечный коллектор. С этой задачей легко справятся даже начинающие домашние мастера, в распоряжении которых – скромный набор инструментов и строительных материалов. В результате получится удобное и безотказное устройство, готовое практически бесплатно обеспечить дачный участок горячей водой. Кроме того, солнечный коллектор из поликарбоната может стать источником тепла для отопления дачного домика.

Виды коллекторов

Солнечные коллекторные установки бывают панельные, которые называют из-за их формы плоскими, и вакуумные, по—другому трубчатые. Панельные коллекторы из поликарбоната стоят намного дешевле, но если их изготовить своими руками, то они могут стать еще более доступными. Но, панельные конструкции предназначены для использования только в летнее время для обогрева воды, и их использование в зимний период полностью исключается.

На изготовление вакуумных моделей нужно намного больше средств, но вложенные деньги вскоре окупятся, поскольку использовать их можно на протяжении всего года. Кроме того, вакуумные установки производительнее от панельных аналогов больше, чем в два раза именно поэтому даже при минусовых показателях температуры они могут нагревать воду внутри систем.

Как изготовить солнечный коллектор из сотового поликарбоната

Главным назначением солнечного коллектора является нагревание воды для бытового использования и отопление жилых помещений. Солнечный коллектор из сотового поликарбоната включает в себя сеть трубопроводов, заключенных в отдельном листе поликарбоната, на внутреннюю поверхность которого устанавливается теплоизоляция для уменьшения теплопотерь. Снаружи монтируется еще один такой же лист, выполняющий защитную функцию. Благодаря использованию поликарбоната, внутри изделия создается парниковый эффект, повышающий производительность всей системы.

Основные типы солнечных коллекторов

Различают два типа поликарбонатных солнечных коллекторов: воздушные (вакуумные) и панельные. Первый из них – более дорогостоящий вариант. Однако воздушные коллекторы имеют более высокую производительность. Ими можно пользоваться в любое время года, независимо от температуры окружающей среды.

Панельные конструкции предназначены для сезонного использования, например, на базах отдыха или в санаториях. Они способны нагревать воду только в летнее время.

Необходимые материалы для изготовления

Чтобы сделать самодельный воздушный солнечный коллектор своими руками, понадобятся следующие материалы:

  • два листа сотового поликарбоната;
  • две полипропиленовые трубы диаметром 32 мм с нарезанными с обоих концов резьбовыми соединениями;
  • два полипропиленовых фитинговых уголка с металлической резьбой;
  • две трубные заглушки;
  • накопительный металлический бак объемом 100-200 литров;
  • теплоизоляционный материал (минеральная вата или пенополистирол);
  • черная термостойкая матовая краска в виде аэрозоля;
  • водостойкий герметик;
  • монтажная пена или клей для утеплителя;
  • тонкий алюминиевый лист и четыре уголка из алюминия или шестимилиметровая фанера и деревянные бруски 25х25 мм для задней стенки.

Как правило, сотовый поликарбонат выпускается в виде листов размерами 1х1,2 или 1х2 метра. Удобнее использовать продукцию большей размерности. Для солнечного вакуумного коллектора понадобится два поликарбонатных листа, в сотах первого из которых будет производиться нагрев воды, а второй будет защищать конструкцию от внешних воздействий. Рекомендуемая толщина листов равняется 4-8 мм. При этом в сотах может поместиться от 35 до 80 литров воды на каждый квадратный метр поверхности.

Последовательность сборки конструкции

Чтобы изготовить солнечный коллектор своими руками, изначально необходимо сделать продольные разрезы в полипропиленовых трубах, имеющих немного большую длину, чем габаритные размеры будущей конструкции. Длина пропилов должна соответствовать ширине коллекторной поверхности. Расширять пропил нежелательно, поскольку целостность и прочность всей конструктивной единицы может ухудшиться. Допустимо осуществление только небольшого подгона ширины прорези при возникновении таковой необходимости.

Читать еще:  Как сделать надежный держатель для электрода

В подготовленные пазы на двух трубах торцевой частью вставляют поликарбонатную заготовку, края которой заблаговременно обрабатывают кусочком мелкой наждачной бумаги. Таким образом, жидкость, которая подается по входной трубе, распространяется по всем желобкам панели. Создается эффект «термического сифона», при котором нагретая вода поднимается по трубе вверх и попадает в накопительный резервуар.

При вставке поликарбонатных панелей в прорези необходимо следить за тем, чтобы паз не смыкался из-за внутреннего напряжения в полимерной панели. Избежать этого явления можно, не позволяя пластине входить слишком глубоко во внутреннюю часть трубы. В противном случае будет нарушен процесс циркуляции жидкости в системе.

После того, как панель вставлена в трубы, места их стыковки обезжиривают ацетоном или бензином и затем герметизируют. Для заполнения щелей важно применять высококачественный водостойкий герметик, независимо от того, насколько он дорог. Обычные герметизирующие составы на основе силиконового материала для герметизации стыков коллекторной панели не подойдут. Находясь в постоянном контакте с водой, они с течением времени разрушаются. Герметик наносят на стыки при помощи специального пистолета. На этот же герметик садится самодельный внешний слой из поликарбонатного листа, выполняющий защитную функцию для основной панели.

Уровень теплового поглощения солнечного коллектора из листа сотового поликарбоната повышается путем покраски его внешней поверхности черной матовой краской. Эту процедуру придется повторять каждые три-пять лет. Альтернативным вариантом является крепление на внешнюю часть конструкции матовой черной полипропиленовой ленты. Срок ее службы составляет не менее десяти лет.

Пока сохнет краска, занимаются изготовлением корпуса коллектора. Используя бруски или уголки, собирают прямоугольную раму, к которой затем крепят заднюю стенку из фанеры или оцинкованного листа. Размеры внутренней поверхности каркаса должны точно соответствовать габаритам солнечной панели.

После высыхания краски с помощью герметика панель крепят к изготовленному каркасу, а к полипропиленовым трубам припаивают уголки с металлической резьбой, которые будут служить соединительным звеном для подключения коллектора к накопительному резервуару, а также заглушки с противоположных сторон труб. Для этих целей можно также использовать специальный термоклей.

Завершительный этап работ включает в себя крепление к задней стенке листов пенополистирола или минеральной ваты. Для этого понадобится монтажная пена или специальный клей для утеплителя. Устройство готово к установке.

Установка самодельного солнечного коллектора

Накопительный бак, как правило, устанавливается на чердаке здания, откуда теплая вода поступает к местам потребления. Его необходимо утеплить, укутав слоем минеральной ваты. Холодная вода подается в бак от системы централизированного водоснабжения или со скважины с помощью насоса. Забор горячей воды производится при необходимости, ее напор обусловлен высоким расположением бака относительно точек потребления.

Самодельный солнечный коллектор монтируется на крыше здания или на поверхности земли. Для этого применяются специальные крепежные элементы или целые установочные конструкции. Панели желательно направлять на южную сторону.

Накопительный резервуар должен располагаться выше самой верхней точки солнечного коллектора, а входящая в бак труба – ближе к его вершине. Таким способом создается естественная циркуляция воды в системе.

Использование солнечных коллекторов из поликарбонатных листов позволяет достаточно эффективно, быстро и удобно нагревать воду для бытовых потребностей. А несколько таких конструкций смогут даже отопить дом. Учитывая то, что энергия аккумулируется бесплатно, применение солнечных коллекторов на практике является актуальным и оправдывающим затраты на изготовление.

Особенности коллектора

Устройство

По внешнему виду солнечный коллектор из поликарбоната напоминает панель. Внутри размещается целая сеть трубопроводов. Утеплитель располагается с внутренней стороны. Его задача — уменьшить тепловые потери при работе системы.

Когда солнечные лучи падают на пластину, вода под их действием нагревается. К примеру, если использовать систему не в солнечный день, то за один проход температуру удастся поднять на 8-9 градусов.

При правильной организации подачи воды внутрь пластин — система по качеству может выступать конкурентом заводских изделий. Но очень важно правильно организовать забор. А это весьма непросто.

Существует несколько наиболее распространённых видов солнечных коллекторов из поликарбоната. Чаще всего на дачных участках устанавливают вакуумные или панельные системы. Вторые получили такое название благодаря своей плоской форме. Они подходят только для использования в тёплое время года.

Вакуумные коллекторы имеют гораздо более сложную конструкцию, и их создание обходится куда дороже. Но их эксплуатация возможна на протяжении всего года благодаря высокой производительности.

Какие материалы вам понадобятся?

Для сборки собственного солнечного коллектора вы сможете найти все необходимые инструменты и материалы в обычном хозяйственно-сантехническом магазине.

Для конструирования прибора вам необходимо будет запастись:

  • трубками из меди размером 18 мм (будут служить материалом для создания змеевика);

  • сантехническими и угловыми переходами размером 18 мм;
  • металлическим листом (примерно 0,8 мм в толщину);
  • теплоизоляцией;
  • паяльником;
  • сотовым поликарбонатом;
  • фанерой с брусками из дерева или листами и уголками из алюминия;
  • аэрозольной черной краской (должна быть термостойкой);
  • абсорбером и минватой.
Читать еще:  Как сшить ягоды клубники из фетра

Коллектор служит для нагревания воды за счет солнечной энергии. Такое устройство можно установить возле летнего душа или на крыше частного дома.

Заводские модели состоят из стеклянной внешней панели и расположенной под ними системы труб. За трубами есть утеплитель. Стекло способствует созданию внутри парникового эффекта.

Рукодельные модели из поликарбоната проще – вода в них нагревается в ячейках самого листа. Горячая жидкость уходит в бак, а на ее место автоматически поступает холодная. В солнечную погоду такой коллектор позволяет нагреть достаточное количество воды для купания нескольких человек.

Солнечный коллектор нагревает входящую в него по медным трубкам воду за счёт солнечной энергии

Как работает солнечный коллектор?

Принцип работы этих устройств основан на трансформации лучистой солнечной энергии в тепловую:

  1. солнечные лучи нагревают теплоноситель, циркулирующий в коллекторе по тонким трубкам;
  2. нагретый теплоноситель (вода или антифриз) попадает в накопительный бак;
  3. в баке он нагревает воду, предназначенную для хозяйственных нужд;
  4. остывший теплоноситель возвращается обратно в коллектор.

Принцип действия солнечного коллектора можно сравнить с автомобильной системой охлаждения – излишнее тепло посредством радиатора отводится от работающего двигателя и расходуется на обогрев салона. Но, если для автомобиля важно, в первую очередь, отвести тепло от двигателя, то при устройстве солнечного коллектора необходимо эффективно сохранить его.

Какие существуют

В зависимости от температуры, которую могут достигать пластины, коллекторы бывают:

  • низких температур — не дают энергии большой мощности, они нагревают воду не более 50 градусов по Цельсию;
  • средних температур — прогревают воду уже до 80 градусов, поэтому их можно использовать для обогрева помещений;
  • высоких температур — используются в основном на промышленных предприятиях, и в домашних условиях их сделать невозможно.

Интегрированные коллекторы делятся на:

  • накопительные интегрированные;
  • плоские;
  • жидкостные;
  • воздушные.

Накопительный интегрированный или по-другому термосифонный коллектор. Он может не только нагревать воду, но и какое-то время поддерживать некоторое время нужную температуру. В нем нет насосов, поэтому он гораздо экономичнее остальных вариантов. Устройство-накопитель представляет собой конструкцию из одного или нескольких баков, заполненный водой и помещённых в теплоизоляционный ящик. Сверху на баках лежит стеклянная крышка, которая проходит через стекло и нагревает воду. Это недорогой, лёгкий в обслуживании и простой в эксплуатации вариант. Однако зимой его применение весьма затруднительно.

Плоский коллектор внешне напоминает обычный плоский металлический ящик, внутри которого помещена чёрная пластина, поглощающая солнечный свет. Стеклянная крышка ящика усиливает его, стекло имеет низкое содержание железа, такие образом способствуя поглощению всех лучей. Сам ящик термоизолирован, а чёрная пластина тепловоспринимающая, благодаря чему и выделяется тепло. Однако КПД пластины всего 10%, поэтому она дополнительно покрывается слоем аморфного полупроводника. Плоские коллекторы используются для подогрева воды в бассейнах, отопления помещений и иных бутовых нужд.

В жидкостных накопителях основным теплоносителем становится жидкость.Они бывают остеклёнными и неостеклёнными, с замкнутой и разомкнутой системой теплообмена.

Воздушные коллекторы гораздо дешевле своих водных собратьев. Они не замерзают зимой, не подтекают. Их используют для сушки сельскохозяйственных продуктов.

Существует еще один вид концентраторы, они отличаются концентрацией солнечных лучей. Это происходит благодаря зеркальной поверхности, которая направляет свет на поглотители. Главный их недостаток — это невозможность работы в пасмурные дни, поэтому их используют в странах с жарким климатом.

Солнечные печи и дистилляторы. Дистилляторы работают на принципе испарения воды, тем самым не только дают теплоэнергию, но и очищают воду. Печи также используют как для обогрева, так и для стерилизации воды.

Фотогалерея: различные виды коллекторов

Варианты исполнения воздушных коллекторов

Технология в общем виде

Короб с абсорбером всегда устанавливается на южной стороне строения, на фасаде или на крыше. Габариты выбираются в зависимости от объёма отапливаемого помещения. В принципе, размер ограничен только габаритами самой стены помещения и финансовыми возможностями. Первым делом изготавливается каркас коллектора. Можно использовать брус или доски.

Если делаете из досок, то каркас всё равно придётся усилить брусом. Перекрытия из бруса нужно сделать по длине корпуса из расчёт 1 на 1─1,5 метра. Без этого не будет достигнута прочность конструкции. При использовании стекла или стеклопакета в качестве покрытия каркас нужно упрочнить обязательно. Иначе стекло долго не проживёт.

Корпус для воздушного солнечного коллектора

После изготовления корпус закрепляется на стене дома. Все щели, которые имеются между корпусом и стеной изолируются монтажной пеной. По боковым сторонам делаются входное и выходное отверстия для подачи и отвода воздуха. Патрубки от них должны сразу входить в дом, а отрезок снаружи нужно обмотать теплоизоляцией.

Читать еще:  Пышный кожаный цветок

Что касается абсорбера, то можно встретить разные варианты. Некоторые из них будут описаны ниже. Лучше всего на эту роль подходит сетка из металла. Хорошую эффективность даёт использование перфорированных металлических листов. На роль металла лучше всего подходит алюминий, поскольку имеет высокую теплопроводность и умеренную стоимость. Нагрев будет зависеть и от площади сетки или пластины. Чем она больше, тем лучше будет нагреваться воздух. Но многие из нас имеют ограниченные финансовые возможности и такую роскошь, как алюминиевая сетка может позволить не каждый. Так, что в большинстве случаев используется простая металлическая сетка. Поверхность абсорбера покрывается чёрной матовой краской для увеличения селективных свойств.

На отверстия нужно сделать клапан, чтобы в холодное время года обратно в помещение не поступал холодный воздух. Для этой цели можно использовать кусок полиэтилена, который крепится на отверстии за верхнюю часть. Кроме того, необходимо на входе в коллектор установить мелкую сетку, выполняющую роль фильтра. Это защита от падания пыли и грязи. Если этого не сделать, стекло или поликарбонат быстро загрязнятся и пропускание солнечных лучей (значит, и КПД) значительно ухудшится. Периодически сетку нужно промывать, чтобы устранять пыль, и поддерживать пропускную способность на нормальном уровне.

Абсорбер воздушного солнечного коллектора

Потом устанавливается защитный слой на верхнюю часть солнечного коллектора. Если используется стекло, то оно должно быть закалённым. А также применяют прозрачный шифер, стеклопакеты, поликарбонат. Чтобы короб был герметичен, нужно все швы заделать герметиком. В результате можно изготовить просто воздушный коллектор для обогрева хозяйственных построек или помещения в доме.

С использованием водосточных труб

Подобные солнечные коллекторы располагают на всю стену обогреваемого помещения. Осенью и весной такая установка позволяет существенно экономить на тепловом отоплении. Материалы подбираются с учётом габаритов. Каркас выполняется их досок, усиленных брусом, а задняя стенка из влагостойкой фанеры. Лучше взять толщиной не менее 10 мм. Абсорбер изготавливается из водосточных труб. Хорошо, если они будут прямоугольной формы. В качестве подложки берётся тонкий алюминиевый лист. Минеральная вата идёт на утепление задней стенки, а пенополистрол – на боковые стенки корпуса.

Воздушный коллектор из водосточных труб

После монтажа все внутренности воздушного коллектора окрашиваем в чёрный цвет. После высыхания укладывается стекло или поликарбонат. По швам всё тщательно герметизируется. После этого солнечный коллектор устанавливается на южной стороне дома. Рекомендуется сделать надёжные опоры или даже прикрепить его к зданию. Далее к вентиляции дома подключаются патрубки и устанавливается вентилятор, выполняющий принудительную вентиляцию.

Воздушный коллектор на окно

Чтобы не возводить большие конструкции был придуман вариант с воздушным коллектором на окно. Он имеет небольшой вес и легко может быть снят. Нужно сказать, что такой коллектор достаточно эффективен и может неплохо прогреть помещение. Выполняется он из алюминия.

Для изготовления каркас используют алюминиевые рамки. На стеклопакет творение можно будет закрепить, как и москитную сетку.

Воздушный коллектор на окно

В качестве абсорбер может быть использована фольга чёрного цвета, используемая в фотографии. Но найти её проблематично. И обычно проблема решается установкой алюминиевого листа, покрашенного в чёрный цвет. По габаритам этот лист соответствует задней стенке. Крепите его тем же фольгированным скотчем ставите верхнюю рамку. Сверху она фиксируется тем же скотчем по периметру.

На роль пропускающего солнечный свет покрытия годится плёнка. Можно взять ту, в которую оборачивают продукты. У коллектора корпус должен герметичен. После сборки солнечный коллектор устанавливается на окно, выходящее на южную сторону.

Солнечный воздушный коллектор из профнастила

Этот вид чем-то напоминает конструкцию из водосточных труб квадратного сечения, но он проще и сделать его можно быстрее. Под него изготавливается короб необходимого размера из досок и бруса. Дно выполняется из фанеры, на которую кладётся минеральная вата. Не забудьте в дне сделать отверстие для выхода воздуха. Далее укладывается профнастил и окрашивается в чёрный матовый цвет. Профнастил должен быть с высоким профилем. В листе проделывается перфорация, чтобы мог проходить воздух.

Воздушный коллектор из профнастила

Сверху конструкция обшивается поликарбонатом и проводится тщательная изоляция. Естественно, в корпусе должно быть отверстие для всасывания холодного воздуха и выхода нагретого. У последнего нужно установить вентилятор. Солнечный воздушный коллектор подобного типа обеспечивает нагрев примерно на 20─25 градусов по сравнению с наружным воздухом. И этого вполне достаточно для поддержания микроклимата. При этом ещё постоянно идёт приток свежего воздуха.

Вот такие есть варианты солнечных воздушных коллекторов. Есть ещё масса вариаций. Например, из пивных банок. Все примеры в одной статье не охватить.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector