Как сделать солнечный коллектор своими руками: типы конструкций и этапы работ

Алан-э-Дейл       20.04.2022 г.

Принципы функционирования нагревательных коллекторов

Одной из основных конструкций солнечных отопительных коллекторов являются устройства вакуумного типа. Исходя из названия очевидно, что такие устройства будут собирать лучистую солнечную энергию и передавать ее для нагрева воды или другого теплоносителя. Собственно так и обстоит в реальности.

Системы автономного обогрева, имеющие в своем составе солнечные коллекторы состоят из следующих основных составных частей:

  • Собственно солнечный нагревательный коллектор – то есть устройство которое размещается на прямых солнечных лучах и служит для нагрева теплоносителя,
  • Контур теплообмена: система трубопроводов, по которой перемещается горячий теплоноситель, постепенно передавая свое тепло в обогреваемые помещения,
  • Тепловой аккумулятор: это бак для воды, в котором нагретая вода запасается впрок.

Итак солнечный коллектор, состоящий из труб, в которых находится пока еще не нагретый теплоносителя находится под действием прямых солнечных лучей. Жидкость-теплоноситель (обычно вода, но возможно и специальный антифриз) поступает в коллектор, нагревается там и передается в контур теплообмена, который смонтирован внутри теплового аккумулятора. Нагретый теплоноситель, перемещаясь внутри трубопроводов контура теплообмена нагревает воду в тепловом аккумуляторе. Нагретая вода в баке с функцией аккумуляции тепла хранится вплоть до возникновения необходимости ее использования, например до подачи в контуры отопительной домашней системы и в отопительные радиаторы или в контуры горячего домашнего водоснабжения, например для умывания.

Циркуляция водоснабжения в отопительном коллекторе

Поскольку солнечная энергия воздействует на коллектор совершенно бесплатно, то в системе в любой момент времени имеется нагретая вода, которая подогревается постоянно циркулирующим теплоносителем.

Естественно, что бак теплового аккумулятора должен иметь отличную теплоизоляцию, способствующую сохранению температуры нагретой воды в течении как можно более долгого времени. Это позволит избежать падения температуры воды ночью, когда солнечный нагрев отсутствует или в периоды пасмурной погоды. Для обеспечения бесперебойной работы такой системы в совсем уж облачные или дождливые дни в бак теплового аккумулятора может быть вмонтирован обыкновенный электрический водонагреватель.

Для того, чтобы теплоноситель постоянно переносил тепло солнечных лучей для нагрева воды – он должен постоянно циркулировать. В системах с солнечными коллекторами циркуляция жидкого теплоносителя может быть принудительной (с подачей насосами) или естественной (смотеком).

Необходимость коллектора и его принцип работы

Имеет ли вообще смысл создавать солнечные коллекторы у себя в доме? Для ответа на вопрос нужно понимать, что на землю даже в слабоосвещенных регионах попадает такое количество солнечного света, что теплом от него можно обогревать практически все жилые хозяйства, проблема в том, что освещение неравномерно и нерегулярно. Также свои нюансы вносит и погода.

В любом случае, практически в любой точке Европы на протяжении 6–7, иногда и больше, месяцев солнечную энергию можно использовать для получения бесплатного тепла и электроэнергии. А для того, чтобы выяснить целесообразность применения солнечных коллекторов именно в ваших условиях, нужно сравнить затраты на нагрев горячей воды газом или электроэнергией на протяжении нескольких лет со стоимостью самого устройства.

Если затраты на сооружение устройства равны или меньше стоимости использования обычных источников энергии, то стоит задуматься о покупке или сооружении солнечного коллектора для отопления дома своими руками.

Для того чтобы правильно подобрать оборудование и изготовить устройство рассмотрим принцип его работы.

Принцип работы коллектора

Солнечный коллектор – пассивная система, которая для своей работы не требует дополнительных источников энергии: электричества, тепла, газа. Все необходимое для начала функционирования находится в солнечном излучении. Основной физический эффект, благодаря которому возможна работа коллекторов – конвекция, когда нагретый газ или жидкость поднимается вверх в связи с тем, что уменьшается ее плотность. Описываемый солнечный коллектор работает по такому принципу:

  1. Солнечное излучение попадает на правильно расположенный абсорбер и нагревает находящийся в нем теплоноситель.
  2. По мере нагрева теплоноситель постепенно поднимается по коллектору и далее по специальной трубе попадает в бак-аккумулятор.
  3. Бак-аккумулятор наполнен водой для системы горячего водоснабжения или отопления. Теплоноситель протекает по расположенному в этой жидкости теплообменнику, постепенно охлаждаясь и опускаясь вниз.
  4. Тепло от теплоносителя передается воде, которая, соответственно, поднимается в верх бака и концентрируется там.
  5. Охлажденный теплоноситель, покинув теплообменник, по системе трубопроводов попадает в нижнюю часть абсорбера.
  6. Собравшаяся в верхней части бака-аккумулятора горячая вода поступает в систему горячего водоснабжения.
  7. Пополнение бака происходит через подключенную в нижней его части трубопровод подачи холодной воды.

Как видим, для работы такой пассивной системы нет необходимости устройства насоса или любого другого электрического или энергопотребляющего оборудования. Воздушный солнечный коллектор полностью независим, для его работы лишь требуется наличие солнечного излучения.

Модификации коллекторных узлов

Прежде чем приступать к сбору коллекторного узла, необходимо определить его функциональную нагрузку. Оборудование может быть монтировано в нескольких участках тепловой магистрали. Отталкиваясь от этого, подбирается необходимая комплектация, габариты и уровень автоматизации рабочего цикла.

В действительности для полноценной работы такого узла необходимо два устройства. С помощью гребенки производится распределение по контурам теплового носителя от центрального подающего трубопровода. Обратный коллекторный канал представлен механизмом сбора и точкой отправления остывшей жидкости в котел.

Схема коллекторного отопления выбирается исходя из расчета требуемой функциональности и места установки. Выбор материала изготовления прибора не влияет на количество значимых механизмов

Монтаж самодельной распределительной группы может потребоваться при обустройстве водяных теплых полов или для подготовки стандартного обогрева с радиаторами.

Отличительными чертами обеих вариантов являются их размеры и комплектующие:

  1. Котельная. Сварная коллекторная группа изготавливается из труб с диаметром до 100 мм. На подаче устанавливается циркуляционный насос и запорные вентили. Обратное кольцо оснащается отсечными шаровыми кранами.

Каждое из этих решений предусматривает индивидуальную схему монтажа. Правильная установка всех элементов может быть осуществлена только после детальных просчетов всех параметров рабочей точки.

Гребенка может быть изготовлена из аналогичного материала, как и трубопровод. Если же отличается, для подключения коллектора будут использоваться переходники

Также есть отличия в требуемом количестве циркуляционных насосов. В котельной каждая линия оснащается этим прибором. Для полов с подогревом предусматривается установка только одного.

Энергия Земли способна бесплатно обогревать дом

Одной из альтернативных систем отопления является геотермальная. В ее основе лежит использование энергии Земли. Это тепло земли, подземных вод, окружающего воздуха, преобразуемое тепловыми насосами (ТН)

Важно, чтобы температура среды, используемая установкой, была выше нуля

Устройство и принцип работы теплового насоса

Для работы геотермальной системы нужна электроэнергия, используемая на перенос полученного тепла. Тепловой насос, употребляя 1 кВт, выдает от 2-х до 6-ти кВт тепла.

Основной принцип работы ТН состоит в сборе тепла, преобразовании его и дальнейшей передаче в отопительный контур. Это реализуется благодаря устройству самого прибора.

 

ТН состоит из 3-х замкнутых контуров, задействованных в процессе получения тепла для отопления частного дома:

  • внешнего – предназначенного для забора тепла у источников. По контуру циркулирует антифриз или соляной раствор;
  • внутреннего – заполненного хладагентом, чаще фреоном;
  • отопительного контура, заполненного теплоносителем.

Фреон, заполняющий внутренний контур, нагревается от тепла, пришедшего из внешнего контура. Имея низкую температуру кипения, он превращается в газ в первом теплообменнике – испарителе. Затем поступает в компрессор, где сжимается, в результате чего выделяется много тепла, а температура самого газа многократно повышается – вплоть до 65 градусов.

Далее, газообразный фреон попадает в следующий теплообменник, именуемый конденсатором, где оставляет свое тепло. Фреон, расставшись с большей частью тепла, попадает под давлением на сбросный клапан. Здесь резко падает давление, хладагент охлаждается и, приняв жидкое состояние, снова поступает в испаритель.

Тепло, оставленное фреоном в конденсаторе, нагревает жидкость, циркулирующую в системе отопления домовладения. Если в этой системе предусмотрено устройство теплых полов, то возможно достичь наиболее эффективного обогрева при минимальных затратах.

Целесообразность использования ТН

Тепловые насосы – ТН, забирающие тепло из окружающей среды, бывают разные. Все зависит от типа окружающей среды, используемой в качестве источника забора тепла и типа используемого теплоносителя. Соответственно, выделяют такие виды ТН:

  • воздух-воздух;
  • вода-воздух;
  • вода-вода;
  • грунт-вода.

Первые два вида насосов применяют в системах воздушного отопления, а вторые два вида – в системах с жидким теплоносителем.

Вертикальный вариант теплового насоса наиболее эффективный по получению энергии земли, но он наиболее дорогостоящий

Самым выгодным с экономической точки зрения будет использование ТН типа «вода-вода». Этот вариант целесообразно использовать, если рядом с домом располагается незамерзающий водоем, в который укладываются трубы для забора тепла. Тепловой насос позволяет получать 30 Вт тепла с 1 м трубопровода. В зависимости от площади частного домовладения и потребностях в энергии потребуется уложить соответствующее количество труб.

Насосы, использующие воздух, не заменят традиционное отопление в регионах с суровым климатом. Что касается тепла, черпаемого из грунта, то это весьма дорогостоящий проект. Используют горизонтальное устройство геотермального поля, вертикальное и кластерное бурение. При горизонтальном варианте предстоит соорудить геотермальное поле на глубину, большую уровня промерзания. Это около 1,5-2 м. Площадь такого поля получается внушительной – от 200 м2.

ТН способны заменить привычное топливо в системе отопления, обеспечив полную энергетическую независимость загородному дому

Для реализации вертикального и кластерного проекта потребуется бурение на значительную глубину с применением бурильных установок. Это весьма дорогостоящая услуга. Оборудование такого вида тепловых насосов целесообразно для владельцев коттеджей, не задумывающихся о стоимости работ. Отопление, использующее тепло из недр земли, способно полностью заменить твердотопливное или газовое.

Геотермальное отопление выгоднее всего использовать в тандеме с устройством водяной «теплый пол». Оно позволяет получить самый оптимальный результат. Из существенных недостатков – большая протяженность трубопровода для сбора тепла, дорогостоящие земляные работы по установке системы, потребность в большой площади для обустройства геотермального поля.

Как работает солнечный коллектор?

Принцип действия коллектора основан на поглощении (абсорбции) тепловой энергии солнца специальным приемным устройством и передачей его с минимальными потерями теплоносителю. В качестве приемника используются медные или стеклянные трубки, окрашенные в черный цвет.

Ведь известно, что лучше всего абсорбируют тепло предметы, имеющие темную или черную окраску. Теплоносителем чаще всего выступает вода, иногда – воздух. По конструкции солнечные коллекторы для отопления дома и горячего водоснабжения бывают таких видов:

  • воздушные;
  • водяные плоские;
  • водяные вакуумные.

Среди прочих воздушный солнечный коллектор отличается простотой конструкции и, соответственно, самой низкой ценой. Он представляет собой панель – приемник солнечной радиации из металла, заключенный в герметичный корпус. Стальной лист для лучшей теплоотдачи снабжен с задней стороны ребрами и уложен на дно с тепловой изоляцией. Спереди установлено прозрачное стекло, а по бокам корпуса имеются проемы с фланцами для подключения воздуховодов или других панелей, как показано на схеме:

Надо сказать, что установка солнечных коллекторов с нагревом воздуха имеет свои особенности. Из-за их невысокой эффективности для обогрева помещений нужно применять несколько подобных панелей, объединенных в батарею. Кроме того, обязательно понадобится вентилятор, поскольку нагретый воздух из коллекторов, находящихся на кровле, самостоятельно вниз не пойдет. Принципиальная схема воздушной системы показана ниже на рисунке:

Устройство и принцип работы воздушного солнечного коллектора

Солнечный воздушный коллектор состоит из нескольких основных частей:

Схема работы воздушного солнечного коллектора

  • Вся конструкция коллектора помещена в прочный и герметичный корпус, который обязательно снабжен тепловым изолятором. Тепло, попавшее внутрь коллектора не должно «утекать» наружу.
  • Главная деталь любого коллектора – это солнцеприемная панель, которую еще называют поглотителем или абсорбером. Задача этой панели принять солнечную энергию, а затем передать ее воздуху, поэтому она должна быть изготовлена из материала с наибольшей теплопроводностью. Такими свойствами из доступных в быту являются медь и алюминий, реже сталь. Для лучшей теплоотдачи нижнюю часть абсорбера делают как можно большей площади, поэтому могут применяться ребра, волнистая поверхность, перфорация и другие способы. Для лучшего поглощения солнечной энергии приемная часть абсорбера окрашивается в темный матовый цвет.
  • Верхняя часть коллектора герметично закрывается прозрачной изоляцией в качестве которой может применяться закаленное стекло или оргстекло, или поликарбонатное стекло.

Солнечный коллектор ориентируют на юг и придают поверхности такой наклон, чтобы максимальное количество солнечной энергии попадало на поверхность. Как говорят специалисты – для максимальной инсоляции. Холодный наружный воздух естественно или принудительно попадает в приемную часть, проходит через ребра абсорбера и выходит с другой части, снабженную фланцем для стыковки с воздуховодом, ведущим внутрь отапливаемого помещения. Стоит отметить, что вариантов конструкций солнечных коллекторов существует масса и вышеописанная  показана только для примера.

Воздушное отопление при помощи солнечных коллекторов не может в нашей климатической зоне полностью заменить основное отопление, но оно будет очень хорошим подспорьем даже в морозные зимние солнечные дни.

Определяемся с размерами коллектора

Теперь подведем итог, перечислим все необходимые для сборки эффективного самодельного коллектора материалы:

  • Трубки из меди размерами 18 миллиметров – из них вы будете формировать змеевик (такие же трубки используют при сборке отопительных систем);
  • черная матовая краска, стойкая к высоким температурам (при ее помощи вы нанесете селективное покрытие);
  • минеральная вата (теплоизоляция);
  • лист металла (медь, железо, сталь), толщина листа 0,8 миллиметров в толщину;
  • угловые переходы 18 х 18 миллиметров;
  • сантехнические переходы 18 мм х ¾ (нужны для того чтобы подключить к системе водоснабжения);
  • сотовый поликарбонат (лицевое покрытие коллектора);
  • лист алюминия и алюминиевые уголки для создания корпуса изделия, в случае отсутствия таковых – деревянные планки и лист фанеры для задней стены нагревателя;
  • все необходимые для проведения паяльных работ инструменты.

Важно заранее определиться с габаритами вашего коллектора исходя из его размеров, заранее рассчитайте требуемое количество трубок, переходов и других материалов (проще говоря, общую производительность монтируемого устройства). Вычислите количество воды, которое потребуется для обеспечения теплового обмена во всей системе

Чтобы это сделать определитесь заранее, в каких целях будет использоваться коллектор – либо это только помывка посуды, либо для душа, либо для обеспечения покрытия всех хозяйственных нужд горячего водоснабжения в вашем доме. Для подогрева воды в целях помывки посуды или принятия душа будет достаточно собрать коллектор размерами 200 х 100 сантиметров, расстояние между трубками в змеевике должно составить от 8 до 10 сантиметров.

Воздушный коллектор

Воздушный коллектор является одной из самых успешных разработок. Но солнечные батареи воздушного типа встречаются очень редко. Такие устройства не пригодны для отопления дома или горячего водоснабжения. Их применяют для кондиционирования воздуха. Теплоносителем является кислород, который нагревается под воздействием солнечной энергии. Солнечные батареи данного типа идентифицируются с ребристой стальной панелью, выкрашенной в темный оттенок. Принцип действия данного устройства представляет собой натуральную или автоматическую подачу кислорода в частные дома. Кислород при помощи солнечных излучений прогревается под панелью, создавая при этом кондиционирование воздуха.

Разрешено устанавливать воздушный коллектор можно в частные дома, коммерческие помещения.

Экономичность солнечных коллекторов для отопления

До того, как сделать окончательный выбор, необходимо выяснить насколько выгодным является обогрев солнечными коллекторами. Например, отапливаемая площадь дома, расположенного на юге страны, составляет 155 кв. м. С учетом теплого климата и качественного утепления для обогрева будет достаточно мощности отопительной системы, равной 15 кВт, а значит, суточное энергопотребление равно 15х24=360 кВт/ч.

Прежде всего, нужно узнать площадь коллекторов. Известно, что квадратный метр поверхности Земли на данной широте получает около 5 кВт/ч тепла в сутки. В холодные месяцы инсоляция понижается до 4 кВт·ч/кв.м.

Исходя из КПД коллектора с одного «квадрата» его площади можно получить в сутки максимум 4х0,8=3,2 кВт·ч энергии. Это означает, что площадь коллекторов не может быть меньше 360:3,2=112,5 кв. м.

Поскольку цена одного источника солнечной энергии довольно высокая, расчет солнечного коллектора для отопления показывает, что покупка такого оборудования обойдется в значительную сумму. Кроме этого, нужно помнить, что приобретение теплоаккумулятора, узла смешения и монтаж разводки также стоит денег.

Установка и подключение воздушного коллектора

Для монтажа воздухонагревателей нужно подготовить поверхность стены, сделав 4 отверстия под воздуховоды. Внутри здания гофрированные трубы разводят по комнатам, направляя в сторону пола.

Самодельные воздушные солнечные коллекторы для отопления дома подключаются к электросети, через трансформатор. При наличии навыков в качестве источника питания можно установить аккумулятор на солнечных батареях.

Теплоэффективность изготовленных своими руками воздухонагревателей существенно ниже, чем у заводской продукции. При отсутствии специальных навыков лучше использовать готовые модули. Как показывают реальные отзывы о коллекторах, оптимальный вариант для покупки из представленных на отечественном рынке: Solar Fox, Солнцедар и ЯSolar-Air.

Воздухонагреватели не используются в качестве основного источника тепла и выполняют исключительно вспомогательную функцию. В домах с солнечными воздушными коллекторами изначально устанавливают котел, покрывающий потребности в отоплении на 100%.

При грамотных расчетах и интенсивной эксплуатации, вложения окупятся в течение 1-2 лет. В случае самостоятельного изготовления коллектора, затраты вернутся уже в середине первого отопительного сезона.

1 Сфера использования

Солнечный гелиоколлектор используется для нагрева воды в бассейнах, отопления помещений или горячего водоснабжения. Суть работы заключается в использовании энергии солнца для нагрева теплоносителя. Хотя солнце имеет разную интенсивность зимой и летом, обогрев воды таким способом возможен круглый год. Это и является предпосылками для использования такого способа.

К примеру, на один квадратный метр зимой нужно от 1 до 3 кВт/час вырабатываемого электричества, а летом этот показатель возрастает до 6−8 кВт/час. В северных регионах все показатели можно увеличивать на 30% и более. Даже в северных регионах гелионагреватели активно применяются и помогают решить проблему с подачей горячей воды, отопления и тому подобного. В южных регионах и средней полосе такие устройства полностью обеспечат дом горячей водой и теплом, конечно, имеется в виду большие агрегаты на несколько квадратных метров. Они могут полностью заменить бойлер.

К достоинствам системы можно отнести:

  • большая надёжность;
  • простая и понятная конструкция;
  • довольно большой срок службы;
  • простота монтажа;
  • маленький вес;
  • автономность работы;
  • эффективность в эксплуатации;
  • не нужно получать разрешения на установку от контролирующих органов;
  • экономия на газе и электричестве.

Недостатками такой системы являются:

  • высокая цена при покупке заводского оборудования;
  • коэффициент полезного действия напрямую зависит от месторасположения и времени года;
  • зависимость эффективности от солнечного света и облачности;
  • несмотря на довольно высокую мощность панели подвержены градобитию;
  • необходимость в установке теплоаккумулирующей ёмкости.

Как сделать рабочий солнечный коллектор из сотового поликарбоната своими руками

На многих приусадебных участках можно увидеть так называемый летний душ. Его конструкция довольно проста – небольшая емкость, расположенная на здании, заполняется водой. По мере воздействия солнечных лучей она нагревается до нужной температуры. Но не всегда удобно ждать несколько часов, пока вода будет приемлемой температуры. Поэтому зачастую эту конструкцию немного модифицируют, добавляя в нее солнечный коллектор.

Принцип работы

Он представляет собой панель, внутри которой располагается сеть трубопроводов. С внутренней стороны находится утеплитель (для уменьшения тепловых потерь), а с наружной – защитное стекло. Оно же выполняет другую функцию – создает внутри коллектора парниковый эффект. Под действием солнечных лучей вода в трубках нагревается, а защитные слои минимизируют потери энергии.

Для изготовления устройства по подобной схеме понадобятся специальные инструменты, значительные финансовые затраты и большой объем работы. Поэтому «народными умельцами» была разработана альтернативная модель из ячеистого поликарбоната. Его специфика заключается в использовании полостей вместо медных трубок. Если правильно обеспечить подачу воды в полость и ее дальнейший забор для использования, то подобная конструкция может заменить дорогие заводские модели.

Как сделать солнечный коллектор из поликарбоната своими руками и что для этого потребуется? Прежде чем приступить к разработке плана по изготовлению, следует узнать ряд важных отличий и ограничений для этой модели солнечной установки.

  • Минимальный напор воды. Соединение поликарбоната и труб ПВХ будет выполняться с помощью термоклея, что не может обеспечить должный уровень надежности. Поэтому исключается работа насосной станции или подключение к центральному водопроводу.
  • Такой коллектор намного легче заводских моделей (их типы и возможности описаны здесь), что дает возможность установки его непосредственно на летний душ или крышу дома.

Зная эти нюансы, можно начать изготовление.

Для выполнения работы потребуются следующие расходные материалы:

Листы поликарбоната

Нужно выбирать модели с сотами, в которых и будет нагреваться вода. Стандартные размеры листа составляют 12000*1000 мм. Лучше всего делать конструкцию с габаритными размерами 2000*1000. Т.е. для этого понадобится две заготовки — в одной из них будет нагреваться вода, а вторая послужит внешней защитой.

От размера сот будет зависеть полезный объем коллектора. Оптимальным считаются листы толщиной от 4 до 8 мм. Для них объем жидкости на 1 м² соответственно составит 35 и 80 л. При выбранных габаритах, ее вес в заполненном состоянии будет оптимален.

Трубы ПВХ, гибкие шланги и фитинги

Оптимальным считается труба из ПВХ (32 мм) с резьбовым соединением. Ее длина должна составлять 2050 мм (50 мм для подключения). Фитинги и гибкие шланги необходимы для соединения коллектора с системой подачи и забора воды.

Каркасный профиль для гипсокартона и листы пенопласта

Обработка поверхности осуществляется угловым шлифовальным инструментом (болгаркой), соединение отдельных элементов выполняется с помощью термоклея.

Порядок действий

Перед выполнением работ важно правильно сориентироваться в расположении сот. Они должны идти горизонтально, что обеспечит равномерный нагрев воды

Сначала нужно сделать в трубах продольные разрезы. Для этого они фиксируются струбцинами. Необходимо обеспечить максимально ровные линии разреза, для чего используется специальная дисковая пила для болгарки с небольшими зубьями.

В полученные вырезы вставляется лист поликарбоната, который будет выполнять функции солнечного коллектора

Важно установить край листа в трубу не до упора – он должен заходить во внутреннюю полость максимум на ¼ диаметра

Обязательно необходимо провести контрольные испытания коллектора до установки защитного каркаса. С помощью фитингов и гибких шланг он подключается к накопительному баку с водой, который должен быть заполнен максимально. Конструкция устанавливается в наклонном положении и проверяется наличие протечек. Если они отсутствуют – можно приступать к следующему этапу.

Сборка каркаса

В качестве материала изготовления рамы применяются оцинкованные профили для гипсокартона. Они подбираются по ширине, которая должна соответствовать суммарной толщине 2-х листов поликарбоната и пенопласта. Чаще все используются изделия с габаритами 40*75*40.

Сначала укладывается теплоизоляционный слой из пенопласта, который с помощью шурупов крепится к профилю. Затем поверх него ложится коллектор и защитный лист. Для жесткости рекомендуется установить поперечные рейки.

Устройство и виды

Условно данные системы можно классифицировать на два вида:

  • жидкостные (о которых мы говорим в данном материале);
  • воздушные солнечные коллекторы, в которых используется не жидкость, а нагретый воздух.

Также они разделяются по КПД, ведь обеспечивают различную теплоотдачу. Это зависит от материалов, используемых для изготовления батареи, ее площади. Оптимальным местом расположения абсорбера является крыша:

  • попадает максимальное количество солнечного света,
  • имеет большую площадь,
  • установленная на крыше батарея не занимает полезное пространство, никому не мешает.

Воздушный солнечный коллектор

Конструкция солнечного коллектора может быть нескольких видов, основные:

  • вакуумный отопительный коллектор, имеющий самую сложную конструкцию. Вакуумные солнечные коллекторы отлично подходят для обогрева помещений, нагрева воды в любое время года, они полностью обеспечат небольшой дом, коттедж;
  • плоский солнечный коллектор может быть жидкостным и вакуумным. Это наиболее распространенный тип поскольку достаточно прост в монтаже, при этом эффективен, может обеспечивать дом необходимым количеством тепла для обогрева помещений, водой для хозяйственных нужд;
  • термосифонный — в качестве абсорбера используются стеклянные или металлические трубки;
  • трубчатый — самый простой тип, изготовить который можно для дачи, достаточно примитивный, не подходит для использования в зимнее время.

Нас интересует конструкция, которая обеспечивает наличие горячей воды и отопления в доме в любое время года, остановимся на двух оптимальных вариантах, рассмотрим устройство вакуумного солнечного коллектора и плоского.

Плоский коллектор

Это наиболее распространенный вид коллектора, который можно изготовить самостоятельно. Хорошо подходит для использования в теплое время года для подогрева воды, зимой коэффициент полезного действия снижается.

Особенность конструкции состоит в следующем:

  • корпус имеет плоскую прямоугольную или квадратную форму, выполнен из металла или другого материала, имеющего высокий показатель теплопроводности, покрыт черной краской;
  • внутри располагают пластину, в которой уложен змеевик из медной трубки небольшого сечения;
  • по трубкам циркулирует теплоноситель: вода, пропилен-гликоль, антифриз, другие подходящие жидкости;
  • также внутри корпуса укладывают теплоизоляционный материал, который минимизирует потери тепла;
  • собирая коллектор такого типа, нужно запастись листом поликарбоната или стекла, который будет служить крышкой и выполнять две функции: препятствовать проникновению мусора, осадков, усиливать подогрев.

Составная часть плоского солнечного коллектора

Вакуумный коллектор

Для водяного отопления можно использовать солнечные коллекторы вакуумного типа. Благодаря конструкционным особенностям они являются более мощными: способны вырабатывать тепловую энергию, которой хватит на подогрев воды и отопление помещений.

Особенности конструкции:

  • минимизировать потери позволяют трубки, которые помещаются в колбах с выкачанным воздухом;
  • сверху трубки покрыты абсорбционным материалом, поглощающим световую энергию, внутри — наполнены антифризом (хладагентом);
  • концы трубок соединены с трубой, по которой проходит теплоноситель;
  • при нагреве антифриз закипает, преобразуется в пар, который, в свою очередь, поднимается вверх и нагревает теплоноситель;
  • у данной конструкции есть недостаток: если хоть одна трубка выйдет из строя, ремонт становится довольно проблематичным, так как они соединены последовательно. Придется производить замену всех «внутренностей».

Воздушная солнечная система из вакуумных трубок

Такой воздушный солнечный коллектор для отопления будет более эффективен и пригоден для того, чтобы поддерживать температуру в системе в любой сезон. Хотя в холодное время КПД работающего коллектора может незначительно снижаться из-за короткого светового дня и малой световой активности.

Совет по уходу! Обратите внимание на внутреннюю поверхность накопительного бака для воды, она со временем покрывается накипью, нужна очистка. Периодичность зависит от качества воды в местности

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.