Как да сглобите и направите слънчев колектор със собствените си ръце

Използването на безплатна слънчева енергия за отопление и топла вода у дома е доста изкушаващо. Това може да стане с помощта на соларна инсталация, чийто основен елемент е слънчев колектор. Но един от ограничаващите фактори при използването на слънчеви централи е относително високата им цена. Но можете да ги направите сами. Ето защо в тази статия ще говорим за принципа на тяхната работа, видове, както и как да сглобите и направите слънчев колектор със собствените си ръце за отопление на къща и осигуряване на топла вода от различни импровизирани материали.

Слънчевите колектори са топлообменници, които улавят енергията на слънцето и я преобразуват в зависимост от вида си в топлинната енергия на циркулиращата в тях течност или въздух. Течността или въздухът, загрят в колектора, се използва за топла вода или отопление на дома директно или чрез допълнителни топлообменници, например чрез котли за индиректно отопление. Основната задача на всеки такъв колектор е да "улови" възможно най-много слънчева енергия и да я прехвърли към циркулиращата в него охлаждаща течност с най-малки загуби.

Видове слънчеви колектори

По вида на охлаждащата течност, която циркулира и нагрява в тях, слънчевите колектори могат да бъдат:

течност;
Въздух.

Според конструктивните характеристики и вида на топлообменната повърхност те могат да бъдат:

под формата на контейнер;
Тръба;
апартамент;
Вакуум.

течностслънчевите колектори, както подсказва името им, са пълни с течност, която циркулира и се нагрява в тях. Може да бъде обикновена вода или незамръзваща течност (антифриз). В първия случай нагрятата вода може да се подава директно към системата за топла вода, към резервоар за съхранение или към котел за индиректно отопление, а във втория случай - само към котела. Такива колектори могат да се използват както за осигуряване на къщата с топла вода, така и за отопление. Всичко зависи от мощността на слънчевата централа.

Въздухслънчевите колектори се използват основно за отопление на дома. Студеният въздух от помещението се подава към такъв колектор, загрява се там и се подава обратно в помещението чрез естествена или принудителна циркулация.

Повечето от тези видове слънчеви колектори могат да бъдат направени сами. След като проявите въображение, можете да използвате различни импровизирани материали за тяхното производство: пластмасови или метални контейнери, тръби, маркучи, използвани радиатори и дори кутии за бира. По-долу ще разгледаме няколко дизайна на слънчеви колектори, които можете да направите сами, използвайки тези и други импровизирани материали.

Слънчев колектор от метален или пластмасов контейнер

Най-простият слънчев колектор може да бъде направен ръчно от метален или пластмасов контейнер с обем 50-100 литра. Това е така нареченият летен душ, който е доста често срещан в селските райони и вили.

Най-добрият метален вариант на такъв колектор би бил контейнер от неръждаема стомана, боядисан в черно от външната страна. Вярно е, че цената на такъв нов капацитет е доста висока. Следователно можете да използвате използвани контейнери. Например, заварете резервоар от два неръждаеми контейнера от стари перални машини. Можете да използвате и контейнери от черни метали, поцинковани или боядисани с водоустойчива боя. Пластмасовите контейнери са добри, защото са леки и не корозират, но са краткотрайни, тъй като пластмасата не понася ултравиолетовото лъчение.

Бурето се монтира от южната страна на покрива на къщата или директно над летния душ. Ако цевта не е херметична, тогава подаването на студ и приемането на нагрят се извършва отдолу. Налягането на топлата вода в точката на всмукване ще се определя от височината на монтаж и нивото на водата в цевта. Напълва се със студена вода, която се нагрява известно време и след това се използва.

Ако цевта е херметична, тогава студена вода се подава отдолу, а топла вода се взема отгоре. Такъв контейнер е свързан към система за подаване на студена вода (помпена станция) и когато нагрята вода се поема в цевта, студената вода излиза от системата, измествайки топлата вода в горната част.

Предимството на такъв слънчев колектор е неговата простота. Лесно е да го направите сами. Ако цевта е цилиндрична, тогава тя е добре осветена от слънчевите лъчи през целия ден.

Недостатъците на този дизайн:

Може да се използва само през топлия сезон;
неефективен при ветровито време и когато слънцето е покрито от облаци;
Голяма инерция - относително дълготрайно нагряване на водата;
Водата, загрята през деня, се охлажда през нощта.

Как да си направим и сглобим слънчев колектор от метални тръби

Прост и ефективен слънчев колектор може да бъде направен ръчно от тънкостенни метални тръби: стомана, мед или алуминий. Представлява тръбен топлообменник (радиатор), който се поставя в топлоизолирана кутия от плоскости, шперплат или ПДЧ.

Най-добрият материал за производството на радиатор за слънчев колектор със сигурност е медта. Има отличен топлопренос и не е подложен на корозия. Но този материал е доста скъп. Алуминиевите тръби, макар и по-евтини от медните, могат да бъдат трудни за заваряване.

Най-евтиният и лесен начин да направите топлообменник е от стоманени тръби. Те могат да бъдат заварени с помощта на конвенционална заваръчна машина. За производството на такъв радиатор могат да се използват стоманени тръби с диаметър ½ - 1 ″. В същото време за подаване на студена и изпускане на загрята вода се използват тръби с по-голям диаметър и с по-голяма дебелина на стената, а за самия топлообменник се използват тръби с по-малък диаметър и с по-малка дебелина на стената.

Схема на слънчев колекторен радиатор от тръби

Размерите на радиатора на слънчевия колектор, а следователно и дължината на тръбите, зависят от необходимата мощност. Но ако го направите твърде голям и обемист, тогава може да е трудно да го сглобите и инсталирате. Ето защо е най-добре, ако размерите му са в рамките на: ширина - 0,8-1 м, и височина 1,5-1,6 м. Мощността на такъв колектор ще бъде в диапазона от 1,2-1,4 kW. Ако трябва да увеличите мощността на слънчевата централа, тогава можете да направите няколко от тези колектори и да ги свържете заедно.

В този случай, за производството на радиатор за слънчев колектор, се нуждаем от две дебелостенни тръби с диаметър ¾ - 1 ", дълги 0,8-1 m и 12-18 тънкостенни тръби с диаметър ½ - ¾" и дължина 1,5-1,6м.

В дебелостенни тръби, които ще служат за подаване и отвеждане на вода, се пробиват отвори за тънкостенни тръби с по-малък диаметър на стъпки от 3-4,5 см. Единият край на такава тръба е заглушен и резбата се заварява или нарязва то на другия.

Тръбите са заварени в един радиаторен дизайн и боядисани с черна матова боя.

Сега трябва да направите топлоизолирана кутия за радиатора. За да направите това, можете да използвате устойчив на влага шперплат, ПДЧ, OSB или кантирани плочи. Но водоустойчив шперплат (FSF) би бил най-добре.

Размерите на кутията се изчисляват, като се вземат предвид размерите на радиатора, изолационния слой и пролуките между тях. Височината на страните на кутията трябва да отчита дебелината на изолацията, самите тръби, както и разстоянието им от дъното и стъклото или поликарбоната, покриващи кутията (10-12 мм). В горния край на страните се прави селекция (бразда) за стъкло или поликарбонат. В един от страничните бордове са направени отвори за вход и изход на водата. Елементите на кутията в един дизайн са свързани с помощта на самонарезни винтове.

Като нагревател можете да вземете експандиран полистирол, обикновен (полистирол) или екструдиран, както и минерална вата с плътност най-малко 25. От вътрешната страна на дъното и отгоре се монтира слой изолация (най-малко 5 см). страните на кутията. Върху него се полага лист от поцинкован метал или слой дебело фолио, които също са боядисани в матово черно.

Радиаторът се фиксира в кутията с помощта на скоби или скоби, чието присъствие трябва да бъде осигурено на етапа на производство на кутията. Разположението и размерите на скобите зависят от дизайна на радиатора и размера на тръбите.

Отгоре кутията е покрита със стъкло или поликарбонат. Капакът се поставя в жлебовете (проба) и се закрепва здраво. Всички фуги са запечатани.

Слънчевият колектор е готов. Той трябва да бъде инсталиран от южната страна на къщата с наклон от 35-45 ⁰ към хоризонта. На негова основа е възможно да се изработи слънчева инсталация, която включва топлоизолиран резервоар за топла вода с вместимост 100-200 литра или котел за косвено отопление.

Монтаж на сглобяем слънчев колектор

Колектор от пластмасови или металопластични тръби

Слънчев колектор може да се направи и с помощта на пластмасови HDPE или PP тръби. Въпреки че топлопреминаването на пластмасата е с 13-15% по-малко от това на метала, тя е много по-евтина от медта и не корозира като черна стомана.

За да направите прост слънчев колектор, направете сами, HDPE тръбите с диаметър 13-20 mm могат да бъдат положени в кутия под формата на спирала, фиксирани със скоби и боядисани в черно.

Вариант на слънчев колектор от пластмасови HDPE тръби

Полипропиленовите тръби се огъват лошо, но са лесни за свързване чрез запояване с помощта на специални фитинги. Подводните тръби (хоризонтални колектори) могат да бъдат направени от PP тръби с диаметър 25 mm, а самият топлообменник от тръби с диаметър 20 mm. Боядисваме готовия радиатор на слънчевия колектор в черно и го монтираме в кутия, която е направена по същия начин, както във варианта с метални тръби.

Можете също да направите радиатор за слънчев колектор от металопластични тръби. В същото време те могат да бъдат свързани с помощта на фитинги, по същия начин като PP тръби, или положени на зигзаг („змия“) или под формата на спирала. Вторият вариант е по-лесен. Но трябва да се помни, че радиусът на огъване на металопластичните тръби не трябва да бъде по-малък от 7 диаметъра на тръбата.

Вариант на слънчев колектор от металопластични тръби

Слънчев колектор от радиатор на хладилника

Ако имате радиатор от стар хладилник, тогава можете да го използвате и за направата на слънчев колектор със собствените си ръце. За да направите това, е необходимо да го изплакнете обилно, за да го почистите от остатъци от фреон. По време на промиването трябва да проверите и херметичността му - за течове. Ако са, тези места трябва да бъдат запечатани със студено заваряване или запоени.

Радиатор от стар хладилник

Самият радиатор трябва да бъде боядисан с черна матова боя.

Необходимо е също така да се предвиди начин за свързване на входните и изходните тръби към слънчевия резервоар или други елементи, в зависимост от вида му. За да направите това, например, можете да запоявате нишки с необходимия размер в краищата на тръбите или да опънете гумени маркучи, като ги закрепите със скоби.

Така подготвеният слънчев колекторен радиатор се закрепва със скоби в топлоизолирана кутия, изработена по неговите размери. Самата кутия може да бъде направена по същия начин, както в предишните случаи.

Въздушни слънчеви колектори за отопление на дома

В допълнение към описаните по-горе слънчеви колектори, в които течността се нагрява със слънчева енергия, можете да направите свои собствени конструкции, в които въздухът се нагрява. Такъв слънчев колектор може да се използва за допълнително отопление на къщата. Студеният въздух от помещението се подава в неговия топлообменник, загрява се там и се подава обратно в стаята.

Топлообменникът за такава слънчева инсталация може да бъде направен от ламарина, тънкостенни метални тръби и дори от кутии с бира или други напитки. Ще разгледаме дизайна на такива колекционери в друга статия от този раздел.