Солнечный коллектор

О бесплатном неиссякаемом источнике энергии мечтают многие люди. Именно поэтому такое пристальное внимание уделяется разного рода природным, так называемым «альтернативным» энергоресурсам, а особенно – солнечному излучению. Практически все слышали слова «солнечные батареи» или «солнечный коллектор», но мало кто представляет, что это за устройства и как они работают. И вообще, а какая от них польза? И можно ли использовать этот агрегат в частном доме или, например, на даче? А если да, то где его взять? Проще купить или сделать самому? Давайте разберемся.

Устройство

Вакуумный солнечный коллекторЛюбой солнечный коллектор внешне представляет собой плоский ящик, верхняя часть которого выполнена из специального стекла (кстати, вместо стекла может быть использован и прозрачный сотовый поликарбонат). Под стеклом расположен особый блок, поглощающий энергию лучей и называемый абсорбером. Абсорбер – это главный элемент коллектора, именно он отвечает за аккумуляцию тепловой энергии. В зависимости от конструктивных особенностей этот блок может иметь вид либо плоского теплообменника, либо системы вакуумных трубок. Внутри абсорбера циркулирует жидкий теплоноситель (антифриз или же вода), который передает тепловую энергию в контуры горячего водоснабжения.

Внешняя поверхность абсорбера обязательно покрывается черной матовой краской (помните физику – темные поверхности гораздо сильнее поглощают тепло) и обрабатывается селективным составом. Это делается для того, чтобы свести к минимуму процент отраженных солнечных лучей, а значит, и увеличить эффективность всего устройства. Современные модели абсорберов способны поглотить до 99% попадающей на них энергии. Ну а поскольку накапливание тепла происходит по всей площади, то для получения заметного эффекта солнечный коллектор должен иметь габариты порядка 1000х2000х15мм.

Корпус изделия изготавливается или из ударопрочного пластика или из легкого металла, например алюминия. Причем для предотвращения потерь энергии обратно в окружающую среду корпус тщательно теплоизолируется.

Как он работает

Принцип действия такого устройства довольно прост. Для начала коллектор подключается к теплообменному контуру, частично расположенному внутри бака с водой. Эта часть контура имеет вид змеевидной трубки для более эффективного прогрева объема воды.

Лучи солнца нагревают поверхность абсорбера, а значит, и находящийся в нем теплоноситель. Разогретая жидкость проходит по трубкам, попадает в бак и отдает накопленную энергию воде, подогревая ее до нужной температуры. Ну а из бака вода поступает в систему горячего водоснабжения. Другими словами, получается своеобразный «кипятильник», только вместо электричества – солнечные лучи, а вместо металлической спирали – змеевидная трубка с горячим теплоносителем.

Виды солнечных коллекторов

Плоский солнечный коллекторСуществует несколько типов таких устройств, причем отличаются они друг от друга только конструкцией абсорбера:

  • Плоский солнечный коллектор. Эти модели наиболее популярны и востребованы, поскольку имеют вполне приемлемую стоимость и довольно эффективны. Кроме того, такой коллектор нетрудно сделать и своими руками. Теплообменник в нем имеет вид пластины, которую изготавливают из хорошо передающего тепло металла (лучше – меди). Под пластиной располагается плотно прижатая к ней змеевидная трубка для циркуляции теплоносителя. Эта сложная форма выбрана не случайно. Дело в том, что таким образом теплоноситель дольше проходит под разогретой пластиной и нагревается до более высокой температуры. Ну а плотный контакт необходим для обеспечения лучшей теплопередачи. Плоский солнечный коллектор очень эффективен в ясную, солнечную погоду и применяется в контурах ГВС частных домов.
  • Вакуумный солнечный коллектор. В этих устройствах абсорбер выполнен в виде системы наполненных вакуумом трубок. По своей конструкции эти трубки очень похожи на обычный термос. Каждая из них состоит из двух, помещенных друг в друга, трубок, между которыми создана прослойка вакуума. Внешняя колба прозрачна, внутренняя – имеет специальное поглощающее покрытие, кроме того, именно в ней располагается медный стержень с теплоносителем. В единый теплообменный контур вакуумные трубки объединяются при помощи специальных соединительных элементов. Вакуумный солнечный коллектор гораздо дороже плоского, но более эффективен в пасмурную и холодную погоду. То есть в ясный день плоские и вакуумные коллекторы обладают практически одинаковой производительностью. В облачные же дни, когда первые почти бесполезны, вторые по-прежнему способны подогревать воду.

А как его сделать?

Сделать солнечный коллектор своими руками на самом деле не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Конечно, такая кустарная модель по своим характеристикам будет уступать заводским аналогам, но например, для дачи (для душа или мытья посуды) подойдет отлично.

Итак, порядок действий. Для начала необходимо сделать змеевик для абсорбера. Если в хозяйстве есть старый, поломанный холодильник – отлично, так как можно просто-напросто снять змеевидную трубку с его задней стенки и промыть ее от остатков фреона. В противном случае придется посетить хороший сантехнический магазин и закупить следующие детали:

  • медные трубки для систем отопления ∅18мм (для длинных сторон коллектора);
  • медные трубки ∅15мм (для поперечных отрезков);
  • тройники ∅18мм/∅15мм (для соединения труб);
  • заглушки и тройники ¾”;
  • угловой и прямой переходы ∅18мм-3/4”;
  • заглушки ∅18мм.

Кроме того, для того чтобы сделать солнечный коллектор своими руками понадобятся:

  • лист прозрачного поликарбоната;
  • деревянный ящик для корпуса;
  • металлический лист толщиной порядка 0,8мм (можно – стальной);
  • минеральная вата толщиной 50мм (для теплоизоляции).

Прежде чем приступать к работе, нужно определиться с размерами солнечного коллектора, так как от этого будет зависеть количество необходимых материалов. Для дачного душа подойдут габариты порядка 1000х600мм. Далее надо нарезать нужное количество медных трубок и при помощи тройников спаять их в виде «лестницы», где длинные стороны будут иметь диаметр 18мм, поперечные же перекладины - ∅15мм. Шаг «перекладин» - порядка 80-100мм. К двум, диагонально противоположным, концам припаиваются сантехнические переходы с ∅18мм на резьбу ¾”. Это делается для удобства подключения к контуру водоснабжения. Два других конца закрываются заглушками.

Затем получившуюся «лестницу» из трубок надо припаять к металлической пластине. Причем трубки надо припаивать по всей длине, для обеспечения максимального теплового контакта. Готовую конструкцию нужно окрасить с внешней стороны в черный цвет, обязательно матовой термостойкой краской из аэрозоля (лучше в два слоя). Солнечный коллектор своими руками практически сделан, осталось собрать из досок и фанеры прочный ящик, уложить внутрь теплоизоляцию и поместить на нее панель абсорбера. Единственное – перед сборкой на внутренней части длинных сторон нужно выполнить паз глубиной около 6мм для листа поликарбоната. Доски можно брать толщиной порядка 25мм, фанеру для задней стенки – порядка 6мм.

Кроме того, для выходного и входного патрубков также надо вырезать отверстия. Но это лучше делать не заранее, а «по месту», предварительно зафиксировав нагревательную панель. На финальном этапе корпус необходимо обработать водоотталкивающим составом и покрыть эмалью (разумеется, за исключением поликарбоната). Солнечный коллектор своими руками готов!

Раздел: 
ОЦЕНИТЕ МАТЕРИАЛ: 
Голосов еще нет