Насколько выгодны солнечные коллекторы
Окупаемость таких устройств зависит от широты использования. В южных районах, где много солнца, они выгодны. Но на уровне 52 параллели у нас они уже не окупаются, если используются для отопления (зимой солнца мало), но окупаются и севернее, если используются для ГВС в межсезонье и летом.
В Европе, например, где газ дороговат, а техника дешевая, коллектора однозначно выгодны для отопления, даже в северных районах.
У нас точно выгодными оказываются наиболее дешевые летние солнечные коллектора, которые можно изготовить буквально из подручных материалов, или которые сделаны «полукустарно» на местных производствах.
Они используются для подогрева воды в бассейне, летнего душа, ГВС в доме и отопления домов в межсезонье. В зимних условиях дешевые (самодельные) коллектора не могут соперничать по КПД с заводскими, становятся скорее охладителями, поэтому не используются.
Варианты самодельных солнечных установок
Особенностью солнечных водонагревателей, построенных своими руками, является то, что практически все устройства имеют одинаковую конструкцию теплоизолированного короба. Часто каркас собирается из пиломатериалов и покрывается минеральной ватой и теплоотражающей плёнкой. Что же касается абсорбера, то для его производства используют металлические и пластиковые трубы, а также готовые узлы от ненужного бытового оборудования.
Из садового шланга
Сложенный улиткой садовый шланг или водопроводная ПВХ-труба имеет большую площадь поверхности, что позволяет использовать подобный контур в качестве водонагревателя для нужд летнего душа, кухни или подогрева бассейна. Разумеется, для этих целей лучше брать материалы чёрного цвета и обязательно использовать накопительную ёмкость, иначе в пик летней жары абсорбер будет перегреваться.
Плоский коллектор из садового шланга — простейший способ подогревать воду в бассейне
Из конденсатора старого холодильника
Внешний теплообменник отслужившего свой срок холодильника или морозильной камеры является готовым абсорбером гелиоколлектора. Всё, что остаётся сделать — дооборудовать его теплопоглощающим листом и установить в корпус. Конечно, производительность такой системы будет маленькой, но в тёплое время года водонагреватель из деталей холодильного оборудования перекроет потребности в горячей воде небольшого загородного дома или дачи.
Теплообменник старого холодильника представляет собой практически готовый абсорбер для небольшого гелионагревателя
Из плоского радиатора системы отопления
Изготовление гелиоколлектора из стального радиатора не потребует даже монтажа абсорбирующей пластины. Достаточно покрыть устройство чёрной жаростойкой краской и смонтировать его в герметичный кожух. Производительности одной установки с лихвой хватит для системы горячего водоснабжения. Если же сделать несколько водонагревателей, то можно сэкономить на отоплении дома в холодную солнечную погоду. К слову, собранная из радиаторов гелиоустановка обогреет подсобные помещения, гараж или теплицу.
Стальной радиатор системы отопления послужит основой для постройки экологичного водонагревателя
Из полипропиленовых или полиэтиленовых труб
Трубы из металлопластика, полиэтилена и полипропилена, а также фитинги и приспособления для их монтажа позволяют строить контуры гелиосистем любой площади и конфигурации. Такие установки обладают хорошей производительностью и используются для обогрева помещений и получения горячей воды на хозяйственные нужды (кухня, ванная и т. д.).
Достоинство гелиоколлектора из пластиковых труб — невысокая стоимость и простота монтажа
Из медных трубок
Абсорберы, построенные из медных пластин и трубок, обладают самой высокой теплоотдачей, поэтому с успехом применяются для подогрева теплоносителя отопительных систем и в горячем водоснабжении. К недостаткам коллекторов из меди относятся большие трудозатраты и стоимость материалов.
Применение медных труб и пластин для изготовления абсорбера гарантирует высокую производительность гелиоустановки
Изготовление солнечного коллектора своими руками
Одним из недостатков гелиоколлекторов промышленного производства считается их высокая стоимость. Действительно далеко не каждый имеет свободные средства, чтобы отдать их за наличие горячей воды у себя на даче. Вариант солнечного водонагревателя можно решить, изготовив его своими руками. Характеристики такого водонагревателя будут сильно уступать заводскому, но для того чтобы в условиях дачи умыться и помыть посуду, температуры и расхода воды вполне хватит.
Для изготовления солнечного коллектора своими руками подбираются материалы, которые лежат без дела в подсобном помещении или, в крайнем случае, их можно дешево купить в обычном хозяйственном магазине. Выигрыш в расходах по сравнению с покупкой промышленного образца весьма ощутимый.
Для самостоятельного изготовления в качестве прототипа берется плоский солнечный коллектор. Вакуумный коллектор частным порядком изготовить практически невозможно. Основной задачей в изготовлении самодельного солнечного коллектора будет подбор подходящих материалов для адсорбера — главного конструктивного узла, отвечающего за работоспособность устройства. Существуют варианты, где мастера из народа вместо дорогих меди и алюминия применяют дешевые подручные материалы.
Адсорбер из трубы гофрированной нержавейки.Нержавейка в таком виде легко гнется в любых направлениях, что важно в изготовлении змеевика адсорбера. Высокая теплопроводность и коррозионная стойкость повышают эффективность и срок эксплуатации коллектора с таким адсорбером.
Адсорбер из пластиковых труб.Материалы из пластика уступают по теплофизическим свойствам меди и алюминию
Однако технологические свойства в изготовлении теплообменников сложных форм и стойкость к коррозии наряду с дешевизной делают этот материал востребованным при изготовлении самодельных водогрейных установок.
Адсорбер из пивных банок.Емкости для пива и других напитков в виде банок изготавливаются из пищевого алюминия. Материал с хорошими теплопроводными свойствами народные мастера приспособили для теплообменников в солнечных коллекторах. После вскрытия верхних и нижних частей банок, они склеиваются между собой термостойким клеем.
После сборки приемник света из банок окрашивается в черный цвет и может накапливать тепловую энергию в дневное время суток.
Кроме приведенных выше вариантов изготовления солнечных самодельных водогрейных устройств, существует много придуманных народными умельцами конструкций: из пластиковых бутылок, резинового шланга и других.
Существует стойкое мнение, что применение солнечных коллекторов дает зримый эффект лишь в южных районах, где много солнечных дней
Однако если обратить внимание на географию пользователей гелиоустановками, то можно найти положительные отзывы от людей, проживающих недалеко от Москвы, а это далеко не юг. С совершенствованием технологии производства солнечных коллекторов и ростом цен на газ, география их применения будет все больше расширяться, в том числе и на широтах ближе к северу
Из радиатора холодильника
В сети есть описание самодельного гелиоколлектора с радиатором холодильника. Процесс изготовления в целом описан нами выше, напомним кратко основные моменты:
- Во внутреннею поверхность плотно закрытого утепленного короба можно ставить отражающий материал (фольгу), но тут он закрепляется на черном резиновом коврике. Это также эффективный вариант, так как темный цвет лучше притягивает лучи, аккумулирует тепло.
- Внутрь корпуса помещаем змеевик, накрываем стеклом (можно использовать шурупы как упоры), размещаем так, чтобы лучи падали под прямым углом.
- Подключаем ПП трубами ввод для холодной и выход к баку душа для теплой воды. А также подводка может быть самой элементарной — из гибких, резиновых шлангов.
- Бак душа — любая подходящая емкость.
Как сделать солнечный коллектор отопления своими руками?
Сделать такое устройство своими силами совсем не сложно. Приводим общую инструкцию по сборке коллектора для радиаторного отопления:
- Из стальных труб необходимо сделать радиатор – главный элемент солнечного коллектора. Обычно берут несколько отрезков труб большого диаметра и соединяют их перемычками из более тонких. Готовую деталь необходимо окрасить черной краской.
- Далее из фанеры или ДСП нужно сделать ящик, стенки и дно которого оклеиваются пенопластовой или минераловатной теплоизоляцией. Снизу на дно ящика для прочности набиваем несколько брусков, а с внутренней стороны – также на дно – поверх теплоизоляции укладываем лист из оцинкованной стали (кровельное железо). На этот лист (его также нужно выкрасить в черный цвет) и будет уложен радиатор, прикрепляемый хомутами.
- Сверху ящик необходимо накрыть стеклом, которое укладывается на силиконовый герметик.
- Теперь нужно изготовить аванкамеру, которая будет поддерживать в системе небольшое давление (эдакая водонапорная башня в миниатюре). Это просто металлическая емкость объемом около 40 л, которая снабжена поплавковым краном, выходным патрубком с шаровым краном (в нижней части) и аварийным переливом. От него впоследствии будет выведена труба в канализацию.
- В качестве накопительного бака будем использовать стальную емкость объемом 150 – 400 л, также снабженную патрубками и аварийным переливом. Ее необходимо оклеить пенопластом или минватой. Можно поступить иначе: емкость устанавливается в фанерном ящике, а пространство между ней и стенками засыпается песком или керамзитом.
- Аванкамера и накопительный бак устанавливаются в чердачном пространстве, причем аванкамера должна располагаться выше накопителя не менее, чем на 0,8 м.
- Радиатор устанавливается на крыше так, чтобы лучи солнца падали на стеклянную крышку перпендикулярно. При этом он должен быть ниже накопителя хотя бы на 0,7 м.
- Поплавковый кран аванкамеры необходимо подключить к водопроводу полудюймовой трубой. Для соединения между собой всех устройств (аванкамера – радиатор – накопитель) и подачи горячей воды к смесителям используются дюймовые трубы.
Первоначальное заполнение системы водой необходимо производить через патрубок в нижней части радиатора до тех пор, пока из перелива аванкамеры не польется вода.
Благодаря этому удастся избежать образования воздушных пробок. Теперь можно открывать кран на выходном патрубке аванкамеры и пользоваться коллектором.
Коллекторы на крыше после монтажа
Как работает устройство
Принцип работ солнечного коллектора отличается от других теплогенерирующих установок цикличностью работы. В ночное время из-за отсутствия солнца солнечные коллекторы не выполняют свои функции. В зимнее время световой день сокращается, а в пасмурную погоду солнечный свет сильно рассеивается. Поэтому теплоизоляция конструкции должна обеспечивать минимальную отдачу накопленного ранее тепла.
Основным элементом устройства является адсорбер, выполненный, как один из вариантов, в виде металлической пластины с высокими теплопроводными свойствами, к которой прилегает трубчатый теплообменник. Пластина вместе с трубками поглощает солнечную энергию и нагревает находящийся внутри теплообменника теплоноситель (воду, антифриз, масло и другие). Для повышения степени поглощения, поверхность пластины покрывается специальным материалом черного цвета (черный хром, черная краска, черная ПВХ пленка и другие).
Разновидности павлинов
Впервые эти птицы с экзотическим внешним видом появились в Индии — они всегда расселялись в лестных местностях, где имеются густые заросли. Для беззащитных павлинов категорически не подходит открытая местность, потому там они быстро станут добычей для хищников.
Таблица 1. Разновидности павлинов.
| Вид, фото | Описание |
Обыкновенный | Самцов обыкновенного павлина отличает пышное ярко-синее оперение шеи и головы, а на спине у них располагаются желто-зеленые перья. Длина их тела составляет около 118 сантиметров, а продолжительность надхвостья бывает до 155 сантиметров. Самки отличаются меньшим размером, их тело окрашено в пепельный цвет. У этих птиц на голове торчит заметный хохолок, только у самок он коричневый, а у самцов ярко-синий. |
Зеленый индийский | Это массивная птица — длина тела у самцов иногда достигает трех метров (из которых 160 сантиметров – это надхвостье). Эти особи имеют яркий сине-зеленый окрас, иногда встречаются и красноватые перья. Хохолок имеет вид объемного пучка. Самки этой породы имеют минимальные отличия от самцов, у них даже имеется небольшое надхвостье. |
Черноплечий | Эти особи произошли в результате скрещивания индийских зеленых павлинов, но их длительное время считали отдельным видом. У самцов имеется ярко-синее оперение с черными вкраплениями. Женские особи имеют телесный окрас, а на спинке и около хвоста бурый. |
Белый | Птицы необыкновенной красоты, полностью белые, будто вырезанные из бумаги. Такой вид тоже был получен в результате мутации. В этом случае белоснежное оперение имеется как у самцов, так и самок. Отличие между ними наблюдается только по цвету радужки глаз — у мужской особи она синяя, а у павы голубая. |
Благодаря скрещиванию этих основных видов специалистам удалось получить множество других подвидов павлинов с различным окрасом пера. Существует большое количество вариантов окраса птиц, и иной раз при скрещивании невозможно угадать, какой из них получится.
Внешний вид самок отличается в зависимости от особенностей породы
Чертежи конструкций
Приступаем к работе
Прежде чем сооружать солнечный коллектор, необходимо произвести соответствующие расчеты и определить, как много энергии он должен производить. Но от самодельной установки ждать высокого КПД не стоит. Сориентировавшись, что его будет достаточно – можно приступать.
Работу можно поделить на несколько основных этапов:
- Изготовить короб
- Изготовить радиатор или теплообменник
- Изготовить аванкамеру и накопитель
- Собрать коллектор
Чтобы изготовить коробку под солнечный коллектор своими руками, следует заготовить обрезную доску толщиной 25-35 мм и в ширину 100-130 мм. Дно ее следует сделать текстолитовым, оснастив его ребрами. Оно также должно быть хорошо теплоизолированное при помощи пенопласта (но предпочтение отдают минеральной вате), накрытого оцинкованным листом.
Еще 4 эффективных способа альтернативного отопления дома
О которых вы можете узнать в нашей следующей статье
Подготовив короб, настает пора мастерить теплообменник. Следует придерживаться инструкции:
- Необходимо подготовить 15 тонкостенных металлических трубок длиной 160 см и две дюймовые трубы длиной 70 см
- В обоих утолщенных трубках сверлятся отверстия диаметра меньших трубок, в которые они будут устанавливаться. При этом нужно следить за тем, чтоб они были по одной стороне соосны, максимальный шаг между ними 4.5 см
- Следующий этап – все трубки нужно собрать в единую конструкцию и надежно сварить
- Теплообменник монтируется на лист оцинковки (ранее прикрепленный к коробу) и фиксируется при помощи стальных хомутов (можно сделать металлические зажимы)
- Днище короба рекомендуют покрасить в темный цвет (например, черный) – он будет лучше поглощать солнечное тепло, но чтобы снизить тепловые потери, внешние элементы красятся белым
- Завершить монтаж коллектора необходимо установкой покровного стекла около стенок, при этом не забыв о надежной герметизации стыков
- Между трубками и стеклом оставляется расстояние, равное 10-12 мм
Остается соорудить накопитель под солнечный коллектор. Его роль может исполнять герметичная емкость, объем которой варьируется около 150-400 л. Если найти одну такую бочку не удается, можно сварить между собой несколько небольших.
Как и коллектор, накопительный бак основательно изолируют от потерь тепла. Остается изготовить аванкамеру – небольшой сосуд объемом 35-40 л. Он должен оснащаться падающим воду устройством (шарнирным краном).
Остается самый ответственный и важный этап – собрать коллектор воедино. Сделать это можно таким образом:
- Вначале необходимо установить аванкамеру и накопитель. Необходимо следить, чтоб уровень жидкости в последнем был на 0.8 м ниже, чем в аванкамере. Так как воды в таких устройствах может собираться немало, необходимо продумать, каким образом они будут надежно перекрываться
- Коллектор размещается на крыше дома. Исходя из практики, рекомендуется делать это на южной стороне, наклонив установку под углом 35-40 градусов к горизонту
- Но нужно учитывать, что между накопителем и теплообменником расстояние не должно превышать 0.5-0.7 м, иначе потери будут слишком существенны
- В конце должна получиться следующая последовательность: аванкамера обязана располагаться выше накопителя, последний – выше коллектора
Наступает самый ответственный этап – необходимо соединить все составляющие воедино и подключить к готовой системе водопроводную сеть. Для этого потребуется посетить магазин сантехники и приобрести необходимые фитинги, переходники, сгоны и прочую запорную арматуру. Высоконапорные участки рекомендуют соединять трубой диаметром 0.5 дюйма, низконапорные – 1 дюйм.
Введение в эксплуатацию выполняется следующим образом:
- Установка заполняется водой посредством нижнего дренажного отверстия
- Подсоединяется аванкамера и регулируются уровни жидкости
- Необходимо пройтись вдоль системы и проверить, чтобы не было утечек
- Все готово к повседневной эксплуатации
Бак для нагрева воды своими руками
Схема солнечных модулей.
Наиболее распространенный солнечный нагреватель — это летний душ. Сконструировать такую систему горячего водоснабжения можно своими руками. Это совершенно несложно. Основой ее является бак для воды, который нагревается солнечным излучением. Несмотря на свою примитивность, такое сооружение вполне способно удовлетворить потребность в горячей воде в теплое время года.
Самым большим недостатком такого способа нагрева является то, что, несмотря на достаточно высокую температуру воды в баке днем (порой до 45ºС), за ночь она опускается. Для того чтобы сократить потери тепла в ночное время, необходимо либо утеплять бак на ночь, либо сливать остатки горячей воды в утепленный резервуар. Таким резервуаром могут служить газовые или электрические бойлеры, широко используемые в домашних хозяйствах. Выбор бойлера в качестве накопителя является оправданным еще и потому, что в пасмурный день вода в баке не прогреется выше 30ºС, и ее в любом случае приходится подогревать.
Выбирая данный вид солнечного нагревателя, необходимо учитывать несколько его недостатков:
- необходимость ежедневно наполнять и сливать бак;
- в пасмурный день вода в баке не нагревается выше 30ºС.
Монтаж водонагревательного бака
Схема водонагревательной гелиосистемы.
Для сооружения солнечного водонагревательного бака своими руками нам понадобится:
- нагревательный резервуар;
- бойлер;
- водопровод с тремя кранами;
- датчик уровня воды.
В качестве нагревательного резервуара можно использовать любую емкость для воды: стальную бочку, куб или даже трубы большого диаметра. Однако наиболее удобным для монтажа и использования является специальный полиэтиленовый бак для летнего душа объемом до 300 л. Он имеет плоскую форму, легкий вес, окрашен в черный цвет, не ржавеет. Все это обеспечивает рациональное теплопоглощение и несложный монтаж своими руками. Для водопровода следует выбирать металлопластиковые или полипропиленовые трубы для холодной воды. Датчик уровня воды крепится на крышке бака и используется для контроля уровня его наполнения. Схема монтажа и работы данной системы изображена на рисунке.
Для наполнения нагревательного бака водой необходимо закрыть кран 3. Кран 1 и 2 остаются в открытом положении. После заполнения емкости напорный водопровод перекрывается краном 1. В конце дня подогретая вода сливается в бойлер путем открытия крана 3. Если использовать нагреватель нет необходимости, следует перекрыть кран 3 и использовать бойлер в обычном режиме.
Как сделать солнечный водонагреватель в домашних условиях?
Предлагаем вашему вниманию подробную инструкцию по изготовлению солнечного бойлера своими руками. Процесс довольно трудоемкий, но результат того стоит.
Для начала вам необходимо подготовить нужные для работы материалы и инструменты. Вам понадобятся:
- Стекло толщиной 3-4 миллиметра;
- Деревянные рейки 20х30 миллиметров;
- Брус размерами 50х50 миллиметров;
- Доски толщиной 20 миллиметров и шириной 150;
- Полоса жести или крепеж для труб;
- Лист OSB или фанера толщиной 10 миллиметров;
- Металлические уголки;
- Мебельные петли;
- Полоса жести или крепеж для труб;
- Утеплитель с металлизированным покрытием;
- Лист оцинкованной жести;
- Минеральная вата;
- Металлические и медные трубы диаметром 10-15 миллиметров и 50 миллиметров.
- Соединительные хомуты и муфты;
- Герметик;
- Черная краска;
- Резиновый уплотнитель для дверей и окон;
- Аквамаркеры;
- Пластиковая бочка или металлический бак объемом 200-250 литров.
Как только все необходимое для работы было подготовлено, можно приступать непосредственно к изготовлению солнечного водонагревателя. Сам процесс разделен на четыре этапа, далее о которых мы поговорим более подробно.
Этап 1. Изготовление короба
В начале всего процесса нужно сделать корпус для будущего водонагревателя. Делать это следует, исходя из такой последовательности действий:
- Из приготовленных досок соберите короб нужного вам размера.
- Дно корпуса зашейте листом фанеры или OSB.
- По окончании сборки короба все стыки и щели загерметизируйте.
- Внутреннюю часть корпуса оклейте теплоотражателем. Таким образом вы избежите потери тепла.
- Обложите все поверхности слоем минеральной ваты.
- Готовый слой теплоизоляции закройте поверху жестяными листами и все щели обработайте герметиком.
- Внутреннюю поверхность корпуса обработайте черной краской.
- Установите раму для остекления из деревянных рамок. Для этого рейки нарежьте нужными вам размерами и соедините их, используя металлические уголки для этих целей.
- С обеих сторон рамы установите стекло, предварительно обработав одну четвертую реек уплотнительным материалом жидкой консистенции.
- Прикрепите раму к основанию корпуса с помощью мебельных петель.
- На торцы корпуса приклейте полосы резинового уплотнителя.
- Прогрунтуйте и покрасьте все наружные поверхности корпуса водонагревателя.
Вот и все, сборка корпуса завершена. Теперь можно смело переходить к следующему этапу.
Этап 2. Изготовление радиатора
Сделать радиатор для солнечного водонагревателя можно, соблюдая следующий ход действий:
- Подготовьте два отрезка трубы диаметром 20-25 миллиметров и нужной вам длины.
- В трубе большим диаметром просверлите отверстия с расстоянием около 10 сантиметров друг от друга.
- Вставьте отрезки ранее подготовленных труб в отверстия таким образом, чтобы с обратной стороны торцы выходили на 5 миллиметров.
- Заварите или запаяйте соединения.
- По диагонали к торцам труб диаметром 50 миллиметров приварите резьбовые изгибы для внешних подключений. Остальные торцы нужно заглушить.
- Окрасьте радиатор черной термостойкой краской в несколько слоев.
Этап 3. Монтаж коллектора
Непосредственно перед монтажом радиатора в короб вначале нужно наметить места в его стенках, сквозь которые и будут проходить отводы для подсоединения труб подачи и отбора воды. После этого:
- По этим меткам просверливают отверстия нужного диаметра.
- Далее устанавливают радиатор в корпус вплотную к днищу и фиксируют его вдоль по всей длине каждого элемента. Делать это следует в 4-5 местах с помощью полосок жести или другого предназначенного для этих целей крепежа.
- Теперь корпус коллектора накрывают рамой и жестко фиксируют саморезами или уголками.
- Далее все щели герметизируются.
Финальный этап. Обустройство и подключение солнечного водонагревателя:
- В емкость, которую вы собираетесь использовать в качестве теплоаккумулятора, врежьте резьбовые отводы. Одну точку нужно сделать внизу емкости для подачи холодной воды, а вторую — устроить в верхней части для нагретой жидкости.
- После — емкость необходимо утеплить, используя для этих целей минеральную или каменную вату, а также другой теплоизоляционный материал.
- На 0,5-0,8 метров выше бака монтируется аквакамера в комплекте с поплавковым клапаном для того, чтобы постоянно создавалось постоянное небольшое давление в системе. Кроме того, для монтажа напорного трубопровода от водопровода до аквакамеры следует использовать половину одной трубы.
- После полного наполнения емкости из дренажного отверстия аквакамеры будет литься вода. Далее можно включить подачу воды из водопровода и наполнить бак.
Вот и все, ваш солнечный водонагреватель готов!
