Сонячний колектор у Львові своїми руками – як зібрати геліоколектор

Альтернативні джерела відновлюваної енергії користуються величезною популярністю. У деяких країнах ЄС автономне теплопостачання покриває понад 50% потреб в енергії. У РФ сонячні колектори поки не набули широкого поширення. Одна з основних причин: дорожнеча обладнання. За геліопанель вітчизняного виробника потрібно віддати не менше 16-20 тис. Руб. Продукція європейських брендів обійдеться ще дорожче, починаючи з 40-45 тис. Руб.

Виготовлення сонячного колектора своїми руками буде дешевше, по крайней мере в половину. Саморобний геліоколектор забезпечить достатню кількість тепла для нагріву душовою води на 3-4 чоловік. Для виготовлення знадобляться будівельні інструменти, кмітливість і підручні засоби.

З чого можна зробити геліосистему

Для початку слід розібратися в тому, який принцип роботи використовує сонячний водонагрівач. У внутрішньому устрої блоку присутні наступні вузли:

• корпус;
• абсорбер;
• теплообмінник, всередині якого буде циркулювати теплоносій;
• відбивачі для фокусування сонячних променів.

Заводський колектор для нагрівання води від сонця працює наступним чином:

• Абсорбція тепла – сонячні промені проходять крізь скло, розташоване поверх корпусу, або через вакуумні трубки. Внутрішній абсорбуючий шар, що контактує з теплообмінником забарвлений селективної фарбою. При попаданні сонячних променів на абсорбер виділяється велика кількість тепла, яке збирається і використовується для нагріву води.
• Теплопередача – абсорбер розташований в тісному контакті з теплообмінником. Акумульованих абсорбером і передане теплообміннику тепло нагріває рідину, що рухається по трубках до змійовика усередині бака теплонакопичувачів. Циркуляція води у водонагрівачі здійснюється примусовим або природним способом.
• ГВС – використовується два принципи підігріву гарячої води:
  1. Прямий нагрів – гаряча вода після нагрівання просто скидається в теплоизолированную ємність. У моноблочной геліосистемі в якості теплоносія використовується звичайна побутова вода.
  2. Другий варіант – забезпечення ГВП з пасивним водонагрівачем за принципом непрямого нагріву. Теплоносій (часто антифриз) під тиском направляється в теплообмінник геліоколектора. Після нагріву розігріта рідина подається в накопичувальний бак, усередині якого вбудований змійовик (грає роль нагрівального елементу), оточений водою для системи гарячого водопостачання.
     Теплоносій розігріває змійовик, за допомогою чого і передає тепло воді, що знаходиться в ємності. При відкритті крана нагріта вода з теплоаккумулирующей ємності надходить до точки водорозбору. Особливість геліосистеми з непрямим нагрівом в здатності працювати протягом всього року.

Принцип роботи, який використовується в дорогих заводських геліосистемах, копіюється і повторюється в колекторах, що виготовляються своїми руками.

Робочі конструкції сонячних водонагрівачів мають схожий пристрій. Тільки виготовляються з підручних матеріалів. Існують схеми виробництва колекторів з:

• полікарбонату;
• вакуумних трубок;
• ПЕТ пляшок;
• пивних банок;
• радіатора холодильника;
• мідних трубок;
• ПНД і ПВХ труб.

Судячи з схемами, сучасні «Кулібіни» віддають перевагу саморобним системам з природною циркуляцією, термосифонного типу. Особливість рішення в тому, що накопичувальну ємність розташовують у верхній точці ГВС. Вода самопливом циркулює в системі і подається споживачеві.

Колектор з полікарбонату

Виготовляють зі стільникових панелей, що відрізняються хорошими теплоізоляційними властивостями. Товщина листів від 4 до 30 мм. Вибір товщини полікарбонату залежить від необхідної тепловіддачі. Чим товщі лист і осередки в ньому, тим більше води зможе нагріти установка.

Щоб самому зробити геліосистему, зокрема саморобний сонячний водонагрівач з полікарбонату, знадобляться наступні матеріали:

• дві штанги з нарізаною різьбою;
• пропіленові куточки, на фітингах має бути зовнішнє різьбове з’єднання;
• пластикові труби ПВХ: 2 шт, довжина 1,5 м, діаметр 32;
• 2 заглушки.

Труби укладають в корпус паралельно. Підключають до ГВС через наявні запірні крани. Уздовж труби роблять тонкий надріз, в який можна вставити лист полікарбонату. Завдяки принципу термосифона вода буде самостійно вступати в жолобки (осередки) листа, нагріватися і йти в накопичувач, розташований вгорі всієї системи нагрівання. Для герметизації і фіксації листів, вставлених в трубу, використовують силікон, стійкий до термічної дії.

Щоб збільшити теплоеффектівность колектора із стільникового полікарбонату, лист покривають будь-селективної фарбою. Нагрівання води після нанесення селективного покриття прискорюється приблизно в два рази.

Колектор з вакуумних трубок

В цьому випадку не вийде обійтися виключно підручними засобами. Для виготовлення сонячного колектора доведеться купити вакуумні трубки. Їх продають компанії, що займаються обслуговуванням геліосистем і безпосередньо виробники геліоводонагрівач.

Для самостійного виробництва краще вибирати колби з пір’яними стрижнями і тепловим каналом heat-pipe. Трубки легше монтувати і міняти в разі потреби.

Також потрібно придбати блок-концентратор для вакуумного сонячного колектора. При виборі звертають увагу на продуктивність вузла (визначається за кількістю трубок, які можна одночасно підключити до пристрою). Раму виготовляють самостійно, збираючи дерев’яний каркас. Економія при виготовленні в домашніх умовах, з урахуванням придбання готових вакуумних трубок, складе не менше 50%.

Гелиосистема з пластикових пляшок

Для приготування потрібно близько 30 шт. ПЕТ пляшок. При складанні зручніше використовувати тару однакового розміру на 1 або 1,5 л. На підготовчому етапі з пляшок знімають етикетки, поверхня ретельно промивають. Крім пластикової тари знадобиться наступне:

• 12 м шланга для поливу рослин, діаметром 20 мм;
• 8 Т-образних перехідників;
• 2 коліна;
• рулон тефлоновим плівки;
• 2 кульових крана.

При виготовленні сонячних колекторів з пластикових пляшок внизу підстави роблять отвір, рівне діаметру горлечка, куди вставляють гумовий шланг, або ПВХ трубу. Колектор збирають в 5 рядів по 6 пляшок на кожній лінії.

В ясний день вже через 15 хв. вода нагріється до температури 45 ° С. З огляду на високу продуктивність сонячний водонагрівач з пластикових пляшок має сенс підключити до накопичувальної ємності в 200 л. Останню добре утеплюють для запобігання тепловтрат.

Колектор з алюмінієвих пивних банок

Алюміній відрізняється хорошими теплотехнічними характеристиками. Тож не дивно, що метал використовують для виготовлення радіаторів опалення.

Алюмінієві банки можна застосовувати при виготовленні саморобних геліосистем. Для виробництва не підійдуть банки з жерсті і будь-якого іншого металу.

Для однієї геліопанелі будуть необхідні наступні комплектуючі:

• банки, близько 15 шт. на лінію, в корпус вміщається 10-15 рядів;
• теплообмінник – використовується колектор з гумового шланга, або пластикових труб;
• клей для склеювання банок між собою;
• селективна фарба.

Поверхня банок забарвлюється в темний колір. Короб накривають товстим склом або полікарбонатом.

Сонячний колектор з алюмінієвих банок частіше виготовляють для повітряного опалення. При використанні водяного теплоносія знижується теплоеффектівность пристрою.

Гелиосистема з холодильника

Ще одне популярне рішення, що вимагає мінімальних витрат часу і коштів. Сонячний колектор роблять з радіатора старого холодильника. Змійовик вже пофарбований в чорний колір. Досить тільки укласти грати в дерев’яний корпус з ізоляцією і підключити його до ГВС, за допомогою пайки.

Існує варіант виготовлення з конденсатора кондиціонера. Для цього кілька радіаторів з’єднують в єдину мережу. Якщо існує можливість придбати дешево близько 8 шт. конденсаторів, виготовлення колектора цілком можливо.

Колектор з мідних трубок

Мідь відрізняється хорошими теплотехнічними властивостями. При виготовленні мідного сонячного колектора використовують:

• труби діаметром 1 1/4 “, використовувані при монтажі систем опалення та гарячого водопостачання;
• труби на 1/4 “, які використовуються в системах кондиціонування;
• газовий пальник;
• припій і флюс.

Корпус решітки радіатора збирається з мідних труб з великим діаметром. У поверхні просвердлюють отвори рівні 1/4 “. В отримані пази вставляють труби відповідного діаметру. Радіатор закривають склом або полікарбонатом. Мідь забарвлюють селективної фарбою.

Сонячний бойлер з ПНД труб і ПВХ шлангів

При виробництві геліосистем використовують практично будь-який підручний матеріал. Існують рішення, що дозволяють виготовити колектор з гофрошланг, гумового шланга, використовуваного для поливу рослин.

З металопластикової труби геліосистеми не роблять через гумових ущільнювачів фітингів, що не витримують сильного нагрівання. При інтенсивному сонячному випромінюванні нагрів в колекторі досягає 300 ° С. При перегрів ущільнювальні прокладки обов’язково дадуть текти.

Існує можливість виготовлення сонячного колектора з гофрованого нержавіючої труби. Популярність рішення обумовлена ​​швидкістю і простотою монтажу. Гофротруба з нержавійки укладається кільцями або змійкою. Недолік, відносна дорожнеча нержавіючої гофрованої труби.

Незважаючи на існуючі варіанти, описані вище, найбільш популярними залишаються сонячні колектори з пропіленових і ПНД труб. У кожного варіанту є свої переваги: ​​

• Сонячний колектор з ПНД труби – для виготовлення вибирають матеріал, стійкий до нагрівання. Продається велика кількість фітингів, полегшують складання теплоакумулюючого радіатора. Труби з поліетилену низького тиску спочатку мають чорний або темно-синій колір, тому не вимагають фарбування.
• Сонячний колектор з ПВХ труб – популярність рішення в простоті монтажу конструкції, здійснюваного за допомогою пайки. Наявність великої кількості куточків, трійників, американок і інших фітингів полегшує процес складання. За допомогою пайки можна створити теплообмінник колектора будь-якої конфігурації.

Виготовлення сонячного водогрійного колектора з PEX труби:

Всі описані труби з тією чи іншою ефективністю використовуються в якості сердечника при виготовленні саморобного геліоколектора з пластикових пляшок і алюмінієвих банок.

Як зробити селективне покриття

Високоефективний колектор має високу ступінь поглинання сонячної енергії. Промені потрапляють на темну поверхню, після чого нагрівають її. Чим менше випромінювання відштовхується від абсорбера сонячного колектора, тим більше тепла залишається в геліосистемі.
{banner_downtext}
Щоб забезпечити достатню акумуляцію тепла потрібно створити селективне покриття. Варіантів виробництва кілька:

• Саморобний селективне покриття колектора – використовують будь-які чорні фарби, які після висихання залишають матову поверхню. Є рішення, коли в якості абсорбера колектора застосовують непрозору темну клейонку. На труби теплообмінника, поверхня банок і пляшок наносять чорну емаль, з матовим ефектом.
• Спеціальні абсорбуючі покриття – можна піти іншим шляхом, придбавши для колектора спеціальну селективну фарбу. До складу селективних ЛФМ входять полімерні пластифікатори і присадки, що забезпечують хорошу адгезію, теплостійкість і високу ступінь поглинання сонячних променів.

Геліосистеми, які використовуються виключно для нагріву води влітку, цілком можуть обійтися фарбуванням абсорбера в чорний колір за допомогою звичайної фарби. Саморобні сонячні колектори для опалення будинку взимку повинні мати якісне селективне покриття. Економити на фарбі не можна.

Саморобна або заводська гелиосистема – що краще

Виготовити в домашніх умовах сонячний колектор, здатний за технічними характеристиками і показниками зрівнятися із заводською продукцією нереально. З іншого боку, якщо потрібно просто забезпечити достатньою кількість води для літнього душа, сонячної енергії буде достатньо для роботи найпростішого саморобного водонагрівача.

Що стосується рідинних колекторів, які працюють взимку – то навіть не всі заводські геліосистеми можуть працювати при низьких температурах. Всесезонні системи, це найчастіше пристрої з вакуумними тепловими трубками, з підвищеним ККД, здатні працювати до температури -50 ° С.

Заводські геліоколектори часто укомплектовуються поворотним механізмом, автоматично підлаштовуватися кут нахилу і спрямованість панелі по сторонах світу, в залежності від розташування Сонця.

Ефективний сонячний водонагрівач той, що повністю відповідає поставленим перед ним завданням. Для підігріву води на 2-3 чоловік влітку, можна обійтися звичайним геліоколекторами, виготовленим своїми руками з підручних засобів. Для опалення взимку, незважаючи на початкові витрати, краще встановити заводську геліосистему.