Как да си направим слънчев колектор за отопление със собствените си ръце: ръководство стъпка по стъпка

Въздушен слънчев колектор: конструктивна схема

За да си направите въздушен слънчев колектор от средствата, с които разполага всяко домакинство, ви е необходимо малко.

Необходими са ви:

• Дървени плоскости, дъски, шперплат;
• Самонарезни винтове, пирони или други крепежни елементи;
• Железни кутии за напитки;
• Черна боя;
• Стъкло.

Първата стъпка е да се подготви дървена кутия с необходимите размери (дължина х ширина). Дълбочината на кутията трябва да е малко по-голяма от диаметъра на използваните кутии. Стените на кутията могат да се закрепят със самонарезни винтове или други подходящи крепежни елементи. След това в горната и долната част на кутията, на разстояние 10-15 см от горната и долната стена, трябва да монтирате рафтове, по чиято дължина да пробиете дупки за кутиите, равни на техния диаметър.

Изрежете дупките в бурканите, като отрежете гърлото и дъното им, и по този начин получете проходна тръба, подобна на малък въздуховод. За да свържете бурканите, поставете втория в празното дъно на първия буркан, следващия в него и така нататък по цялата дължина на канала. След това вкарайте получената тръба от кутиите в кутията през пробитите за целта отвори. По този начин запълнете цялата кутия с буркани, без да броите пространството между горната стена и горния рафт, в който са закрепени бурканите, и пространството между долния рафт и долната стена.

Съединенията между горните и долните рафтове и бурканите трябва да се закрепят със самонарезни винтове, като се пробие рафтът заедно със стената на буркана. Пространството между горната стена на кутията и горния рафт ще засмуква въздух от помещението, за което трябва да предвидите отвори, за предпочитане няколко. Преминавайки през бурканите и загрявайки се, въздухът ще попадне в същото пространство между долния рафт и стената, откъдето през отворите ще се върне обратно в помещението, като тук трябва да се предвиди вентилатор. По този начин се осъществява пълна циркулация на въздуха и процес на отопление.

Самата кутия и монтираните кутии трябва да бъдат обезмаслени и боядисани с черна матова боя (може да се използва най-евтината боя), за да се създаде впечатление за единна структура и да се увеличи скоростта на нагряване.

Критичният етап на сглобяване

Последният етап е сглобяването на корпуса, който ще свърже всички компоненти в едно цяло. С помощта на лист шперплат и дървени дъски трябва да свалите здрава кутия. В използваните дървени пръти предварително изрежете канали, в които след това ще поставите поликарбонатния екран (дълбочината на канала е около 0,5 cm). Изходните отвори за тръбите могат да се направят след монтирането на всички основни компоненти. След това във вече сглобената дървена кутия, за да се създаде въздушен джоб, се поставя изолация от минерална вата. Върху минералната вата закрепете панела с намотката. Приберете краищата на вълната, така че намотката да не докосва стените на кутията. Нагревателният панел и поликарбонатният панел трябва да са разположени на разстояние един от друг и да не се допират.

Последният етап се състои в обработка на корпуса със специален водоотблъскващ разтвор и покриването му с емайл (с изключение на предната част).

Слънчев колектор от стари рамки

Това е всичко - слънчевият колектор със собствените ви ръце е готов. За да го активирате, поставете го върху опорна конструкция, като обърнете предната част към слънцето, така че лъчите да падат върху предната част под най-правия ъгъл. Монтирайте резервоар за вода на покрива, който ще служи като резервоар. Прокарайте маркуч до горната част на резервоара, свързан с горната колекторна тръба, и до долната част на резервоара от долната тръба. Свързването на водата по този начин ще осигури естествена циркулация. Съгласно законите на физиката горещата вода се издига нагоре към резервоара, а изтласканата студена вода се влива в колектора за нагряване в серпентината. Не забравяйте да свържете маркуч и клапан към резервоара, за да изтегляте вода от резервоара и да го пълните с нова вода.

Въздушен колектор

Въздушният колектор е една от най-успешните конструкции. Но слънчевите панели от въздушен тип се срещат много рядко. Такива устройства не са подходящи за домашно отопление или за снабдяване с гореща вода. Те се използват за климатизация. Топлоносителят е кислород, който се нагрява от слънчевата енергия. Соларните панели от този тип се отличават с оребрен стоманен панел, боядисан в тъмен нюанс. Принципът на работа на това устройство е естествено или автоматично снабдяване на частните домове с кислород. Кислородът се нагрява под панела от слънчевата радиация, което създава климатизация.

Възможно е да се инсталира въздушен колектор в частни домове и търговски помещения.

Класификация по температурен диапазон

Оборудването за слънчеви домове често се класифицира според вида на топлоносителя. Днес на световния пазар се предлагат течни и въздушни системи. Освен това колекторите се разделят според температурния режим на работа, т.е. прилага се класификация според максималната температура на нагряване на работните елементи. Различават се следните видове системи:

• нискотемпературни - топлоносителят за слънчевите колектори се нагрява до 50 ℃;
• среднотемпературна - температурата на циркулиращата течност не надвишава 80 ℃;
• Високотемпературни - максималната температура на материала за пренос на топлина може да достигне 300 градуса по Целзий.

Първите два варианта са най-подходящи за домашна употреба, докато моделите с високотемпературни колектори се използват по-често в промишления и търговския сектор. Това се дължи на факта, че във високотемпературните системи за затопляне на вода преобразуването на слънчевата енергия в топлина е сложен процес. Тези слънчеви термични системи заемат големи площи. Не всеки собственик на вила може да си позволи този лукс.

Видове слънчеви нагреватели за вода и техните характеристики

Соларните бойлери са комплект от оборудване за затопляне на вода с помощта на слънчева енергия. Друго наименование на тези устройства е слънчеви колектори. За разлика от фотоволтаичните панели, които използват слънчевата светлина за генериране на електроенергия, слънчевите нагреватели незабавно получават топлинна енергия, която предават на топлоносителя (вода, антифриз и др.).

Те образуват цялостна система, състояща се от следните елементи:

• Колекционерът. Панелът, който приема топлинната енергия и я предава на топлоносителя.
• Резервоарът за съхранение. Резервоар, в който се натрупва загрята вода, а охладеният топлоносител се заменя с прясно загрятия поток.
• Отоплителни кръгове. Конвенционална радиаторна система или система за подово отопление, която използва енергията на отоплителната среда. В някои системи отоплителният кръг не е част от обема на колекторната система, а получава енергията си от резервоар за съхранение, който в този случай е топлообменникът.

В зависимост от вида на кръвообращението

Циркулацията на отоплителната среда позволява получаването на топлинна енергия в замяна на енергията, отдадена на вътрешната атмосфера на къщата. Съществуват два вида:

1. Естествено. Той се използва за преместване на нагретите слоеве флуид нагоре и замяната им с по-хладни слоеве. Не изисква никакви устройства или използване на електроенергия, но зависи от много фактори - взаимното разположение на колектора, акумулатора и останалата част от системата, температурата и др. Движението на течностите е нестабилно, може да се увеличава и намалява.
2. Принудително. Потокът се направлява от циркулационна помпа. Създава се стабилен режим с постоянна скорост на потока, което води до стабилно отопление на къщата.

Според вида на колектора

Съществуват колекторни конструкции с различна ефективност, възможности и начини за пренос на топлина. Те включват:

1. Отворено. Плоски дълги корита или корита от черна пластмаса, в които циркулира вода. Ефективността на отворените колектори е много ниска, но тяхната простота и евтиния допринасят за популярността им. Те се използват за затопляне на вода за летни душове или плувни басейни.
2. Тръбен (термосифон). Основният елемент е коаксиална тръба с вакуумен слой между външните слоеве, който надеждно изолира съдържанието на тръбата. Конструкцията е ефективна, но скъпа и не подлежи на ремонт.
3. Плосък. Това са затворени контейнери с прозрачен горен панел. Вътрешната повърхност е покрита със слой от приемник на топлинна енергия, който я отдава на водата, която се движи в запоените към приемника тръби. Прост и ефективен дизайн, при който понякога се създава вакуум за топлоизолация за по-голям ефект.

Според вида на циркулационната верига

1. Отворен - използва се за осигуряване на топла вода в жилищното помещение. Топлоносителят в този случай е вода, която се използва за различни битови цели и съответно вече не се връща обратно в кръга.
2. Едноконтурна система - използва се за отопление на дома. Нагрятата по този начин топлоносителна среда се използва като допълнение към топлоносителя, който е бил нагрят по конвенционалния метод. В този случай нагрятата топлинна течност се прехвърля към отоплителната система, след което се транспортира обратно към всмукателния резервоар и колектора.
3. Двуконтурната отоплителна система е най-универсалната. Тя може да се използва за отопление през зимата или за водоснабдяване.

Двуконтурна система за вода и отопление

Възможно е също така да се избере един от възможните топлопреносни флуиди - вода, масло или антифриз. След колектора топлоносителят преминава през топлообменник, където се извършва пренос на топлина към втория кръг. Вторият топлоносител се използва за отоплителния кръг или за кръга за гореща вода.

Средство за пренос на топлина

За тези нагреватели се използват различни топлинни течности: антифриз, охлаждаща течност и вода.

Приложение

Слънчевите термални системи постепенно набират популярност. С тях могат да се решат много приложения:

• Загряване на течността до необходимата температура.
• Увеличава ефективността на отоплителната система.
• Бойлер за плувен басейн, летен душ.
• Загряване на течност за други нужди.

Абсорберът, най-важната част от системата

Частта от слънчевия колектор, която приема, съхранява и предава топлината към топлоносителя, се нарича абсорбер. Именно този елемент определя ефективността на цялата система.

Този елемент е изработен от мед, алуминий или стъкло с последващо покритие. Ефективността на абсорбера зависи повече от покритието, отколкото от материала, от който е изработен. На снимката по-долу можете да видите какви покрития се предлагат и колко ефективно могат да абсорбират топлината.

В описанието на системата се посочва максималната възможна абсорбция на слънчевата енергия, която достига до абсорбера. "α" е максималният възможен процент на усвояване. "ε" е процентът на отразената топлина.

В зависимост от вида на структурата

Абсорберите се различават и по вида на устройството; понастоящем съществуват само два вида:

Тежко перо - са подредени, както следва. Плочите свързват помежду си тръбите с топлоносителя. Самите тръби могат да бъдат свързани в една система по няколко начина. Това е прост тип абсорбер, който може да се изработи на ръка.

Цилиндрични - в този случай покритието се нанася върху стъклената повърхност на колбата и се използва във вакуумни колектори. Благодарение на това устройство повече топлина се концентрира само в центъра на тръбата, където е разположен топлинният екстрактор или пръчката. Тази система работи с по-висока ефективност, отколкото система с ниско тегло.

Може ли слънчевият колектор да се използва през зимата

За да можете да използвате устройството през цялата година, е необходимо да научите по-подробно как работи слънчевият колектор през зимата. Основната разлика е в средата за пренос на топлина. Тъй като водата може да замръзне в тръбите на веригата, тя трябва да се замени с антифриз. Принципът на индиректното отопление работи с инсталирането на допълнителен котел. Схемата е следната:

• След като антифризът се загрее, той ще потече от акумулатора навън към серпентината на резервоара за вода и ще я загрее.
• Топлата вода ще потече в системата, а охладената ще се върне обратно.
• Задължително трябва да се монтират сензор за налягане (манометър), обезвъздушител и разширителен клапан за освобождаване на излишното налягане.
• Както и при лятната версия, за подобряване на циркулацията трябва да се осигури циркулационна помпа.

Слънчев колектор на покрива на къщата през зимата

Как да си направим слънчеви бойлери със собствените си ръце

Уредът представлява 1-инчов тръбен радиатор, поставен в дървена кутия. Конструкцията може да се изолира с пенопласт. Дъното на уреда трябва да се изолира допълнително с поцинкована ламарина. Не забравяйте да боядисате материалите в черно, за да ускорите процеса на нагряване, с изключение на стъкления капак, който е боядисан в бяло.

За резервоар за вода може да се използва голяма желязна бъчва, поставена в кутия от дърво или шперплат. Празното място винаги трябва да се запълва. За целта са подходящи дървени стърготини, пясък, керамзит и др.

Инструменти и материали за бойлера със собствени ръце

За изработката на слънчевия бойлер са необходими следните материали и инструменти:

• стъкло с рамка;
• картон за основата
• Дървен материал или шперплат за кутията под цевта
• свързваща втулка;
• материал за запълване на празното пространство (пясък, дървени стърготини и др.)
• железни ъгли за облицовка;
• тръба за радиатора;
• закрепване (например скоби);
• поцинкована желязна ламарина;
• резервоар за желязо с голям обем (300 литра са достатъчни);
• черна, бяла и сребриста боя;
• дървени дъски.

Процесът на изработване на соларен бойлер

Процесът на изработване на слънчев колектор със собствените си ръце е не само увлекателен, но и полезен. Създаденото устройство ще позволи да се използва рационално слънчевата радиация за решаване на различни домакински задачи. Спецификите на създаването на колектор стъпка по стъпка са следните:

1. Най-напред под резервоара трябва да се направи кутия, която да се укрепи с дървени греди.
2. Отдолу се полага топлоизолационен материал, а върху него се поставя метална ламарина.
3. Радиаторът се поставя отгоре и трябва да се закрепи правилно с подготвените крепежни елементи.
4. Най-малките пролуки в конструкцията трябва да бъдат уплътнени и запечатани.
5. Тръбите и ламарината трябва да бъдат боядисани в черно.
6. Бъчвата и кутията се боядисват в сребристо и след изсъхване резервоарът се монтира в дървената конструкция.
7. Празното пространство се запълва с готов пълнител.
8. За да се осигури постоянно налягане, може да се закупи и монтира в резервоара за вода аквакамера с поплавък.
9. Конструкцията трябва да се постави на слънчево място под ъгъл спрямо хоризонта.
10. След това системата се свързва с тръби (техният брой и материал зависят от размера и вида на проекта).
11. За да се избегнат въздушни джобове, е необходимо да започнете пълненето от дъното на радиатора.
12. В тази система загрятата вода се движи нагоре и измества студената вода, която впоследствие навлиза в радиатора и се затопля.

Ако изчислението е правилно, след известно време от изходната тръба ще излезе топла вода. Не забравяйте, че слънчевото време е задължително условие. По този начин температурата в системата на водонагревателя може да бъде около 70 градуса. Разликата в температурата на водата на входа и на изхода ще бъде 10-15 градуса. Препоръчително е водата да се спира през нощта, за да се предотврати загубата на топлина.

Ефективността на такъв уред е значително по-ниска от тази на нагревател за магазини. Ефективността на домашно приготвената единица ще бъде много по-ниска, но ако няма нужда да купувате такава скъпа система, можете да направите всичко със собствените си ръце.

Слънчевата енергия - алтернативен източник на топлина

Идеята за използване на слънчевата енергия за отопление не е нова. Всъщност това е доказано от американци, китайци, испанци, израелци и японци.

Пазарът е пълен с предложения за различни инсталации за преобразуване на слънчевата енергия и нейното по-нататъшно използване за битови нужди.

Соларните системи се използват активно като основен източник на топлина в много страни по света. В нашите географски ширини тя все още се използва като допълнение към отоплителната система.

Цената на системите зависи от техния вид, площ и материал, използван при производството им. Година след година се наблюдава устойчива тенденция към намаляване на цените на всички видове соларни инсталации - соларни термални системи.

Това ги прави по-достъпни за широката публика. Но все още не всеки е готов да направи такава покупка.

Но ако искате, можете да изградите ефективна слънчева отоплителна система със собствените си ръце, като похарчите значително по-малко пари.

Обикновената отоплителна система, която изпълнява перфектно функциите си в продължение на много години, става все по-скъпа. Причината за това е глобалното поскъпване на енергийните ресурси по света. Естественият стремеж на собствениците на жилища е да пестят пари от отопление, което поглъща голяма част от семейния бюджет.

Така слънчевата отоплителна система може напълно да замени обичайното твърдо гориво, газ или друго. Всичко зависи от вида и размера на помещението, в което ще се използва.

Вариант, подходящ за зърнохранилище, няма да е подходящ за жилищна сграда, а система, която отговаря на нуждите на лятна къща, няма да може да се справи с отоплението на двуетажно имение.

Пълната замяна на традиционното отопление със слънчево отопление понякога е проблематична. Собственикът се опасява, че системата може да се повреди или че няма достатъчно място, за да инсталира необходимия брой панели.

Затова често се използва комбинирана отоплителна система, без да се изоставя напълно инсталираното газово (електрическо или друго) оборудване. Степента на заместване на конвенционалното отопление със слънчево отопление може да достигне до 90 %.

Годишният брой на слънчевите дни в района, в който се намира жилището, също е важен. А средната дневна температура не е толкова важна.

Много инсталации ефективно поглъщат светлината през мразовитите зимни дни (слънчевите колектори използват антифриз като топлоносител).

В допълнение към отоплението, слънчевата инсталация може да осигури на дома топла вода и електричество.

Цени за фабрично произведени устройства

Най-голямата част от финансовите разходи за изграждането на такава система са свързани с производството на колектори. Това не е изненадващо; дори при наличните на пазара слънчеви топлинни системи около 60% от разходите се дължат на този конструктивен елемент. Финансовите разходи зависят от избора на материал.

Трябва да се отбележи, че подобна система не може да отоплява помещение, а само ще помогне за спестяване на разходи, като помага за затоплянето на водата в отоплителната система. Като се имат предвид доста високите разходи за енергия, свързани с подгряването на вода, интегрираният в отоплителната система слънчев колектор значително намалява тези разходи.

Слънчевият колектор се интегрира сравнително лесно в системата за отопление и топла вода (+)

Материалите, използвани за изграждането му, са сравнително прости и достъпни. Освен това е напълно енергийно независим и не изисква поддръжка. Поддръжката на системата се ограничава до периодична проверка и почистване на стъклото на колектора.

Предимства и недостатъци

Всеки тип инсталация има своите предимства и недостатъци. Слънчевите колектори също имат свои собствени характеристики.

Плюсове:

1. Слънчевата отоплителна система спестява енергия за получаване на топла вода.
2. Част от разходите за отопление през зимата могат да бъдат намалени чрез използване на слънчевата радиация.

Против:

1. Трябва да се изработи изцяло нова отоплителна инсталация, която да се интегрира в традиционната отоплителна инсталация и устройствата за производство на топла вода.
2. Соларните системи не могат да гарантират пикове на замръзване. Тук ще са необходими отоплителни уреди, работещи с гориво или електричество.

Как работи през зимата?

Вакуумните колектори обикновено се използват в отоплителни системи, като това се определя от техническите им характеристики и условията на работа.

Основен елемент на вакуума слънчевият колектор е вакуумна тръбакоято се състои от:

• Изолационна тръба от стъкло или друг материал, която позволява на слънчевите лъчи да преминават през нея с минимална загуба на енергия;
• Медна топлинна тръба, поставена във вътрешното пространство на изолационната тръба;
• Алуминиево фолио и абсорбиращ слой между тръбите;
• Капакът на изолационната тръба, който представлява уплътнение, осигуряващо вакуум във вътрешното пространство на уреда.

Работата на системата е следната:

1. Слънчевата топлинна енергия се изпарява и се издига нагоре, където кондензира в топлообменника на колектора, предава топлината си на топлоносителя на външния кръг, след което се спуска надолу и процесът се повтаря.
2. Външният топлоносител от топлообменника на слънчевия колектор постъпва в резервоара за съхранение, където получената топлинна енергия се предава на топлоносителя на системата за отопление и гореща вода.
3. Циркулацията на охлаждащата течност на външния кръг се осъществява чрез инсталиране на циркулационна помпа и система за автоматизация, която осигурява автоматична работа на системата.
4. Системата за автоматизация включва контролер, сензори и устройства за управление, които осигуряват зададените работни параметри на системата (температура, дебит на системата за БГВ и др.).

За да се гарантира, че системата е ефективна и може да изпълнява предназначението си дори през зимата, системата предвижда инсталирането на резервни източници на енергия. Това може да бъде допълнителна отоплителна система, използваща отоплителна среда, както е показано на горната схема, при която отоплителната среда на допълнителния кръг се загрява чрез използване на различни горива (газ, биогориво, електроенергия). Алтернативно това може да се постигне чрез инсталиране на електрически нагревателни елементи директно в резервоара за съхранение. Резервните енергийни източници се управляват от системата за автоматизация, която активира тези устройства според нуждите.

Как работи слънчевият колектор?

Принципът на работа на колектора се основава на поглъщането на топлинна енергия от слънцето от специален приемник и предаването ѝ на топлоносителя с минимални загуби. Като приемници се използват медни или стъклени тръби, оцветени в черно.

Добре известно е, че тъмните или черните предмети абсорбират най-добре топлината. Топлоносителят обикновено е вода, а понякога и въздух. При проектирането на слънчеви колектори за отопление на къщата и снабдяване с топла вода има такива видове:

• въздух;
• плоска вода;
• Вакуумни водни колектори.

Сред останалите въздушните слънчеви колектори се отличават с простота на конструкцията и съответно с най-ниска цена. Той представлява панел - приемник на слънчева радиация от метал, затворен в херметичен корпус. Стоманеният лист е оребрен от задната страна за по-добро разсейване на топлината и е поставен върху термоизолирано дъно. В предната част е монтирано прозрачно стъкло, а отстрани на корпуса има отвори с фланци за свързване на канали или други панели, както е показано на схемата:

Трябва да се отбележи, че инсталирането на слънчеви колектори с въздушно отопление има своите особености. Поради ниската им ефективност за отопление на помещенията трябва да се използват няколко такива панела, обединени в батерия. Освен това е необходим вентилатор, тъй като нагретият въздух от колекторите на покрива няма да се стича сам надолу. Схема на въздушната система е показана на фигурата по-долу:

Интересно е: Навеси за веранди от поликарбонат: всички особености

Как работи слънчевият колектор?

Принципът на колектора се основава на поглъщането на топлинната енергия от слънцето от специален приемник и предаването ѝ с минимални загуби към топлоносителя. Като приемник се използват медни или стъклени тръби, боядисани в черно.

Добре известно е, че тъмните или черните предмети абсорбират най-добре топлината. Топлоносителят обикновено е вода, а понякога и въздух. Слънчевите колектори за отопление на дома и топла вода могат да бъдат следните видове:

• въздух;
• плоска вода;
• Вакуумни водни колектори.

Сред останалите въздушните слънчеви колектори се отличават с простота на конструкцията и съответно с най-ниска цена. Той представлява панел - приемник на слънчева радиация от метал, затворен в херметичен корпус. Стоманеният лист е оребрен от задната страна за по-добро разсейване на топлината и е поставен върху термоизолирано дъно. Предната част е снабдена с прозрачно стъкло, а страните на корпуса имат отвори с фланци за свързване на канали или други панели, както е показано на схемата:

Трябва да се отбележи, че инсталирането на слънчеви колектори с въздушно отопление има своите особености. Поради ниската си ефективност няколко такива панела трябва да се използват в комбинация за отопление на помещения. Освен това е необходим вентилатор, тъй като нагретият въздух от колекторите на покрива няма да се спуска сам. Схема на въздушната система е показана на фигурата по-долу:

Проектиране и функциониране на слънчевия въздушен колектор

Слънчевият въздушен колектор се състои от няколко основни части:

Принципна схема на въздушен слънчев колектор

• Цялата конструкция на колектора е излята в здрав и херметичен корпус, който задължително е снабден с топлоизолатор. Топлината, която влиза в колектора, не трябва да "изтича" навън.
• Основната част на всеки колектор е слънчевият панел, известен още като абсорбер или абсорбатор. Задачата на този панел е да поглъща слънчевата енергия и след това да я предава на въздуха, затова той трябва да бъде изработен от материал с най-висока топлопроводимост. В дома се използват мед и алуминий, а по-рядко и стомана. За по-добър топлообмен долната част на абсорбера се прави колкото е възможно по-голяма, така че могат да се използват ребра, гофрирани повърхности, перфорации и други методи. За по-добро поглъщане на слънчевата енергия приемната част на абсорбера е боядисана в тъмен матов цвят.
• Горната част на колектора е запечатана с прозрачна изолация, която може да бъде от закалено стъкло, плексиглас или поликарбонатно стъкло.

Слънчевият колектор е ориентиран на юг, а повърхността му е наклонена така, че върху нея да се насочва максимално количество слънчева енергия. Както казват експертите - за максимална инсолация. Студеният външен въздух навлиза естествено или принудително във всмукателната част, преминава през ребрата на абсорбера и излиза от другата част, снабдена с фланец за свързване към въздуховод, водещ към отопляемото помещение. Заслужава да се отбележи, че съществуват много варианти на конструкции на слънчеви колектори и описаният по-горе е показан само като пример.

Отоплението на въздуха със слънчеви колектори не може да замени напълно основното отопление в нашата климатична зона, но ще бъде много добър помощник дори в мразовитите зимни слънчеви дни.

Как работи колекторът - лесно е

Всяка от разгледаните в тази статия конструкции за преобразуване на слънчева енергия в топлинна има два основни компонента - топлообменник и устройство за съхранение на светлина. Вторият служи за улавяне на слънчевите лъчи, а първият - за преобразуването им в топлина.

Най-съвременният колектор е вакуумният колектор. В него акумулаторните тръби се поставят една в друга и между тях се образува безвъздушно пространство. По същество става въпрос за класически термос. Вакуумният колектор, благодарение на своята конструкция, осигурява перфектна топлоизолация на устройството. Между другото, тръбите в него имат цилиндрична форма. Слънчевите лъчи попадат върху тях перпендикулярно, което гарантира, че колекторът получава голямо количество енергия.

Прогресивни вакуумни устройства

Съществуват и по-прости устройства - тръбни колектори и плоски колектори. Вакуумният колектор ги превъзхожда във всяко отношение. Единственият му проблем е сравнително високата сложност на конструкцията. Възможно е такова устройство да се сглоби в домашни условия, но са необходими много усилия.

Топлоносителят във въпросните слънчеви колектори за отопление е вода, която струва малко, за разлика от всички съвременни горива, и не отделя въглероден диоксид в околната среда. Самостоятелно направен слънчев колектор с геометрични размери 2х2 квадратни метра може да осигури около 100 литра топла вода всеки ден в продължение на 7-9 месеца. По-големите конструкции могат да се използват и за отопление на къща.

Ако искате да направите колектор за целогодишна употреба, трябва да го оборудвате с допълнителни топлообменници, два кръга за предпазване от замръзване и да увеличите площта му. Тези устройства ще ви осигурят топлина както при слънчево, така и при облачно време.

Разлика между слънчеви панели и колектори

Преди да продължите с описанието на основните характеристики и приложения на слънчевите системи за затопляне на вода, трябва да разберете разликите между слънчевите панели и колекторите.

1) Слънчевият панел е устройство.Слънчеви колектори, които произвеждат електроенергия от енергията на слънцето с помощта на високочувствителни фотоволтаични клетки, обединени в една самостоятелна система. Тъй като фотоволтаичните преобразуватели произвеждат постоянен ток, в допълнение се използва инвертор за производство на променлив ток, подходящ за домашна употреба: електричество и осветление.

2) Слънчевият колектор е функционална сплит система, чиято основна задача е да поглъща близката инфрачервена радиация и видимата слънчева светлина. Батериите генерират ток, а колекторите нагряват течността в тръбите. Това е основната им разлика.

Топлоносителят за слънчевите колектори се избира в зависимост от годишното време и условията на работа. При многофункционалните конструкции обикновено се използва антифриз (незамръзваща течност), докато сезонните системи се пълнят с вода. Днес е възможно да се закупи и по-универсален вариант - хибриден слънчев колектор. Това устройство е привлекателно, тъй като генерира електричество и едновременно с това загрява вода. Предимствата на използването му са очевидни: фотоволтаичните модули се охлаждат чрез система за активно извличане на топлина, която произвежда два пъти повече електроенергия, а излишните топлинни ресурси се използват за затопляне на вода.

Как да си направим слънчев колектор със собствените си ръце

Може да се направи слънчев колектор соларен колектор със собствените си ръце, като по този начин получавате естествен нагревател и спестявате значителна сума пари от сметката си за енергия.

Изграждането ще се състои от няколко етапа:

• Определяне на предназначението - въздушен колектор (за отопление) или воден колектор (за подгряване на вода);
• Начертаване на необходимите размери на бъдещия колектор, изготвяне на схема на конструкцията;
• Изработване на корпуса, неговата изолация;
• Монтаж на компонентите на колектора (вакуумни тръби, представляващи самоделен топлообменник);
• Изграждане на входни/изходни отвори;
• Остъкляване на готовата конструкция (може да се използва и поликарбонат или фолио, но стъклото е по-добро).

Могат да се използват повечето налични в къщата материали, например гофриран картон, боядисан в черно, често се използва като абсорбер.

Изграждане на слънчеви колектори

Изграждане на слънчеви колектори

Разглежданите устройства имат сравнително проста конструкция. В общия случай системата се състои от двойка колектори, предкамера и резервоар за съхранение. Слънчевият колектор работи на прост принцип: когато слънчевите лъчи преминават през стъклото, те се превръщат в топлина. Системата е проектирана по такъв начин, че тези лъчи да не могат да излязат от затвореното пространство.

Системата функционира на принципа на термосифона. По време на процеса на нагряване топлата течност се издига нагоре, като измества студената вода и я насочва към източника на топлина. По този начин дори отпада необходимостта от помпа, тъй като течността циркулира сама. Системата акумулира енергията от слънцето и я съхранява в системата за продължителен период от време.

Компонентите за тази система могат да бъдат закупени от специализирани магазини. По същество колекторът представлява тръбен радиатор, монтиран в специална дървена кутия, единият край на която е от стъкло.

За направата на радиатора се използват тръби. Оптималният материал за тръбите е стомана. Свързващите тръби и разклоненията са изработени от тръби, които традиционно се използват във водопроводната система. Обикновено се използват ¾" тръби, но са подходящи и 1" продукти.

Мрежата е изградена от по-малки тръби с по-тънки стени. Препоръчителният диаметър е 16 mm, а оптималната дебелина на стената е 1,5 mm. Всяка решетка трябва да има 5 тръби с дължина 160 cm всяка.

Слънчеви колектори

Изработване на уред от гофрирана стоманена ламарина

Това е още по-прост дизайн на слънчев колектор. Ще го изградите много по-бързо.

Първа стъпка. Първо направете дървена кутия по същия начин, както в предишния вариант. След това поставете дървен материал (около 4х4 см) по периметъра на задната стена и поставете минерална вата на дъното.

Втора стъпка. Направете отвор за изход в долната част.

Втора стъпка. Поставете профилирана ламарина върху дървения материал и го боядисайте отново в черно. Разбира се, ако първоначално цветът е бил различен.

Четвърта стъпка. Направете перфорации по целия гофриран картон за осигуряване на въздушен поток.

Пета стъпка. Ако искате, можете да остъклите цялата конструкция с поликарбонат - това ще повиши температурата на абсорбера. Но не забравяйте, че трябва да осигурите и изход за засмукване на въздух отвън.

Допълнителни оперативни разходи

Не се налага поддръжка или обслужване, освен периодично почистване на мръсотията и снега през зимата (освен ако не се размрази). Въпреки това ще има някои свързани разходи:

Ремонт, всичко, което може да бъде променено в рамките на гаранцията, производителят няма проблем да замени, важно е да се купува от официален търговец и да се разполага с гаранционните документи.
Електричество, то се използва много малко за помпата и контролера. За първия можете да поставите само 1 соларен панел с мощност 300 вата и това ще е достатъчно (дори и без акумулаторна система).
Промиване на серпентините, необходимо е да се прави веднъж на 5-7 години.

Всичко зависи от качеството на водата (ако тя се използва като топлоносител).