Як своїми руками виготовити сонячний колектор?

Зараз у людей, які живуть у своїх будинках, часто виникає питання, як заощадити на опаленні та гарячій воді. У пошуках цієї економії вони звертаються до використання енергії сонця. Тому сьогодні так часто можна почути питання, як зробити сонячний колектор своїми руками. Адже цей пристрій дає змогу частково звільнити від функції підігріву води центральний котел у будинку. Сонячний колектор є апаратом, який поглинає сонячну енергію і перетворює її на теплову. Ця теплова енергія передається теплоносія. Зазвичай колектор у класичному виконанні – це металева пластина у дерев'яному або пластиковому корпусі з утеплювачем, що поглинає сонячне випромінювання.

Перш ніж говорити, як зробити сонячний колектор для опалення будинку своїми руками, потрібно пояснити принцип його функціонування.

У будь-якому сонячному колекторі є два робочі вузли – уловлювач сонячного випромінювання та теплообмінний акумулятор. Останній займається перетворенням енергії випромінювання на теплову. Ця енергія передається теплоносія, роль якого здебільшого виконує вода.

За конструкцією сонячні колектори ділять на трубні, плоскі та вакуумні. Найбільша ефективність у вакуумних, які мають конструкцію типу термоса. Труби вставлені одна в одну. Простір між ними заповнює вакуум, що забезпечує відмінну теплоізоляцію. У ролі теплоносія виступає вода. Ця вода може спрямовуватись як на опалення будинку, так і використовуватися для технічних потреб. Прямо як гаряча вода для миття вона не використовується. Вона йде в бойлер, де нагріває воду, що циркулює в іншому контурі.

Сонячний колектор не споживає палива і не дає викидів у навколишнє середовищеВуглекислий газ. При цьому ефективність таких колекторів сягає 80 відсотків. Якщо говорити про Росію, то на її більшій території вироблення сонячної енергіїз початку весни та до середини осені становить близько п'яти кіловат на квадратний метр.

Така кількість сонячної енергії дозволяє підігрівати близько ста літрів води в колекторі площею 2 на 2 метри. Якщо ви збираєтеся підігрівати воду в колекторіцілий рік , доведеться використовувати сонячний колекторбільшої площі

. І найкраще, якщо він буде вакуумним. Тоді можна буде отримувати підігріту воду цілий рік, знімаючи навантаження з основного котла та зменшуючи споживання енергоресурсів.

Влаштування плоского колектора Коли люди організовуютьсонячне опалення

приватного будинку своїми руками, їх найчастіше цікавлять саме плоскі колектори для нагрівання води. У таких пристроях теплоприймач (металева пластина з мідним змійовиком) знаходиться в корпусі. Останній може бути як металевим, так і виконаним із дерева. Теплоприймач деякі виконують не у вигляді металевої пластини, а з жерстяного профілю. Замість мідного змійовика використовуються чорні труби або ПВХ. Звісно, ​​такі системи менш ефективні, але у домашніх умовах годяться.

Теплоприймач забарвлюється в чорний колір, а між ним та задньою стінкою колектора прокладається теплоізоляція. Зверху корпус колектора накривається полікарбонатом чи міцним склом.

Приймач перетворює сонячну енергію на теплову і передає воді (або антифризу). Скло або полікарбонат потрібні обов'язково, оскільки є захистом для теплообмінника від зовнішньої атмосфери. У той же час скло повинно безперешкодно пропускати сонячне світло, а значить, потребує періодичного чищення від бруду та пилу. Крім того, потрібно надійно герметизувати всі шви між склом та корпусом. Від цього залежить ефективність роботи сонячного колектора. Інакше через щілини випаровуватиметься тепло. З метою збереження тепла виконується теплоізоляція задньої стінки корпусу.Так, що плоскі колектори приваблюють тих, хто робить опалення будинку своїми руками, своєю нескладною конструкцією та привабливим співвідношенням ціни та якості. Однак такий колектор підійде для використання в регіонах з високою інсоляцією цілий рік. Або в літній період у

середній смузі

Які матеріали знадобляться і скільки це коштує?

• Ємність об'ємом 200-300 літрів (розкид цін досить великий, від 4 до 12 тисяч рублів);
• Скло 2-3 квадратних метра (близько 1 тисячі рублів) та рама під нього (близько 500 рублів);
• Дошки для корпусу. Товщина має бути не менше 25 мм, а ширину можна взяти 100, 120, 140 мм (ціна 1 дошки 3 метри приблизно 300-500 рублів);
• Кріплення для корпусу: сполучні куточки, цвяхи, шурупи;
• На дно можна використовувати ДСП або оргаліт, щоб знизити вагу (200-300) рублів;
• Оцинковане залізо (300-400 рублів). Можна покласти профіль, пофарбований у темний колір;
• Труби для радіатора Тут ціна залежатиме від того, що ви використовуватимете: залізо, пластик, мідь;
• Теплоізоляційний матеріал (упаковка 500-700 рублів).

Ціна може відрізнятися в залежності від того, які розміри ви витримуватимете. Нижче буде описано процес виготовлення колектора у загальному випадку. Цілком можливо, що ви внесете до нього свої поправки. Якщо ви збираєтеся виготовляти сонячний колектор із полікарбонату своїми руками, то у вартість потрібно включити необхідну кількість. Варіанти із цим матеріалом часто можна зустріти на дачних ділянкахта у приватних будинках.

Виготовлення сонячного колектора

Спочатку потрібно виготовити короб. Крім стін бажано зробити розпірки з дощок і бруса, щоб підсилити. Дно робиться ДСП або з оргаліту. На нього потрібно вкласти теплоізоляційний шар. Це може бути мінеральна вата, пінополістирол та подібні матеріали. Поверх укладається жерстяний лист. Далі встановлюється теплоприймач та кріпиться до короба. Перед встановленням всі деталі забарвлюються в чорний колір матової чорної червоної. Фарбу вибирайте теплостійку. Потрібно пофарбувати жерстяний лист, радіатор, з'єднання тощо.

Потім необхідно облаштувати бак для води. Його потрібно поставити у велику за обсягом ємність та зробити ізоляцію. Для цього між стінами засипають якийсь теплоізоляційний матеріал. До бака знадобиться водяна камера з поплавцем. Принцип дії такий самий, як в унітазному бачку. Вона розміщується зазвичай на горищі під дахом разом із накопичувачем. Розташування водяної камери має бути вищим на метр, ніж накопичувальний бак. Сам сонячний колектор ставиться на даху будинку з південного боку, або на іншому сонячному місці.Якщо він стоятиме на ділянці, то труби, які йдуть до нього, доведеться поміщати в теплоізоляцію.

Після цього проводиться з'єднання єдину системуза допомогою труб та підключення до водопостачання. Бажано, щоб у колекторі було вміщено максимальну кількість труб. Постаратися розмістити хоча б 10-12. Заповнення системи проводиться з нижньої частини, зокрема, з радіатора. Так не виникатиме повітряних пробок. Після наповнення системи водою з водяної камери вода піде через дренажну трубку.

Потрібно заповнити бак, вода почне циркулювати та нагріватися. Нагріта вода витіснятиме холодну, піднімаючись вгору. В результаті холодна вода знову надходитиме в теплоприймач. Коли у водяній камері спрацює поплавковий клапан, холодна вода знову піде в нижню частину. Так відбувається циркуляція і немає змішування води з різною температурою. На ніч подачу води у накопичувач краще перекривати, щоб уникнути теплових втрат.

Енергоресурси. Безкоштовна сонячна енергія зможе як мінімум 6-7 місяців на рік забезпечувати теплу воду для господарських потреб. А в решту місяців – ще й допомагати системі опалення.

Але найголовніше, що простий сонячний колектор (на відміну, наприклад, від) можна виготовити самостійно. Для цього вам знадобляться матеріали та інструменти, які можна придбати у більшості будівельних магазинів. У деяких випадках буде достатньо того, що знайдеться у звичайному гаражі.

Представлена ​​нижче технологія збирання сонячного нагрівача використовувалась у проекті "Увімкни сонце - живи комфортно". Вона була розроблена спеціально для проекту німецькою компанією Solar Partner Sued, яка професійно займається продажем, монтажем та сервісом сонячних колекторів та фотоелектричних систем.

Головна ідея – все має вийти дешево та сердито. Для виготовлення колектора використовуються досить прості та поширені матеріали, але його ефективність виходить цілком прийнятного рівня. Вона нижча, ніж у фабричних моделей, але різниця в ціні повністю компенсує цей недолік.

Сонячні промені проходять через скло та нагрівають колектор, а скління запобігає витоку тепла. Скло також перешкоджає руху повітря в абсорбері без нього колектор швидко втрачав би тепло через вітер, дощ, сніг або низькі зовнішні температури.

Раму слід обробити антисептиком та фарбою для зовнішніх робіт.

У корпусі робляться наскрізні отвори для подачі холодної та відведення нагрітої рідини з колектора.

Сам абсорбер фарбують жаростійким покриттям. Звичайні чорні фарби при високих температурах починають вилущуватися або випаровуватися, що призводить до потемніння скла. Фарба повинна повністю висохнути, перш ніж ви закріпите скляне покриття (для запобігання конденсації).

Під абсорбер закладається утеплювач. Найчастіше використовується мінеральна вата. Головне, щоб він витримував досить високу температуру протягом літа (іноді більше 200 градусів).

Знизу раму закривають ОСБ плитою, фанерою, дошками тощо. Основна вимога до цього етапу – переконатися, що низ колектора надійно захищений від попадання вологи всередину.

Для закріплення скла в рамі роблять пази або кріплять планки по внутрішній стороні рами. При розрахунку розмірів рами слід враховувати, що за зміни погоди (температури, вологості) протягом року її конфігурація трохи змінюватиметься. Тому на кожній стороні рами залишають кілька міліметрів запасу.

На паз або планку кріпиться гумовий віконний ущільнювач (D або Е-подібний). На нього кладеться скло, на яке так само наноситься ущільнювач. Зверху це все закріплюється оцинкованою бляхою. Таким чином, скло надійно закріплене в рамі, ущільнювач захищає абсорбер від холоду та вологи, а саме скло не зашкодить, коли дерев'яна рама "дихатиме".

Стики між листами скла ізолюються ущільнювачем або силіконом.

Щоб організувати сонячне опалення будинку, знадобиться накопичувальний бак. Тут зберігається нагріта колектором вода, тому варто подбати про його теплоізоляцію.

Як бак можна використовувати:

• непрацюючі електричні бойлери
• різні балони для газів
• бочки для харчового використання

Головне - пам'ятати, що у герметичному баку буде створюватись тиск залежно від тиску водопровідної системи, до якої він буде підключений. Не кожна ємність здатна витримувати тиск у кілька атмосфер.

У баку роблять отвори для входу та виходу теплообмінника, введення холодної води та забору нагрітої.

У баку розміщується спіральний теплообмінник. Для нього використовують мідь, нержавіючу стальчи пластик. Нагріта через теплообмінник вода підніматиметься вгору, тому його слід помістити в нижній частині бака.

Колектор з'єднується з баком за допомогою труб (наприклад, металопластикових або пластикових), проведених від колектора до бака через теплообмінник і у колектор. Тут дуже важливо запобігти витоку тепла: шлях від бака до споживача має бути максимально коротким, і труби мають бути дуже добре ізольованими.

Розширювальний бачок – це дуже важливий елемент системи. Він являє собою відкритий резервуар, розташований у крайній верхній точціконтур циркуляції рідини. Для розширювального бачка можна використовувати металеву, так і пластикову ємність. З її допомогою контролюється тиск у колекторі (через те, що рідина від нагріву розширюється, можуть тріснути труби). Для зниження втрат тепла бачок також необхідно ізолювати. Якщо в системі є повітря, то він також може виходити через бачок. Через розширювальний бачок відбувається наповнення колектора рідиною.

Сьогодні вакуумні сонячні колекториможна зустріти переважно в опаленні та гарячому водопостачанні. Такі прилади за принципом роботи нагадують звичайні панельні конструкції – у тих та інших ізольований корпус зверху накритий склом.

Основною відмінністю можна вважати спосіб перетворення сонячної енергії – цей процес відбувається у скляних трубах із створеним усередині вакуумом. Саме тому таку конструкцію називають вакуумною. У кожній трубці є тепловий канал, виконаний у вигляді мідного патрубка, наповненого теплоносієм. Для з'єднання трубок використовуються окремі елементи стикування.

Саме ці особливості конструкції і визначають основні переваги вакуумних колекторів. Так, такі системи дуже складні, за ними потрібен особливий догляд, а через високу вартість багатьом такі колектори просто не по кишені. Але висока продуктивність з лишком окупає всі ці недоліки - панельні колектори, як відомо, здатні працювати лише в літній час, А вакуумні використовуються навіть узимку.

Основна перевага таких систем – практичноповна відсутність тепловтратадже що може бути кращим ізолятором, ніж вакуум?

До інших переваг можна віднести наступне:

• простоту ремонту– кожен пошкоджений вузол можна легко замінити;
• ефективність роботи навіть за мінус 30°С;
• надійність – геліосистема продовжить свою роботу навіть після того, як одна із трубок вийде з ладу;
• здатність генерувати температуру понад 300°З;
• можливість роботи навіть у хмарну погоду та повне поглинання сонячної енергії, У тому числі невидимих ​​спектрів;
• незначну парусність колектора.

Конструкцію геліосистемиможна встановлювати під кутом, що не перевищує 20°.Більше того, її поверхню слід періодично очищати від бруду та снігу.

У конструкції колекторів використовуються два типи скляних трубок:

• коаксіальні;
• пір'яні.

Ознайомимося докладніше з кожним із них.

Трубка коаксіальна

Це своєрідний термос, який складається з подвійної колби. Зовнішня колба покривається спеціальною речовиною, що поглинає тепло. Між двома трубками створюється вакуум. Це дозволило домогтися, що тепло під час роботи передається безпосередньо від скляних колб.

Зверніть увагу! У вакуумних колекторах використовують спеціальне скло, виготовлене з боросилікатів. Такий матеріал пропускає більшу кількість сонячної енергії.

Усередині кожної трубки знаходиться ще одна – мідна (її заповнюють ефірною рідиною). При підвищенні температури ця рідина випаровується, передає накопичене тепло і стікає у вигляді конденсату. Далі цикл повторюється знову і знову.

Трубка перова

Такі трубки складаються з одностінної колби. До речі, за товщиною стінок вони значно перевищують коаксіальні аналоги. Мідна трубка посилюється спеціальною гофрованою пластиною, обробленою вологопоглинаючою речовиною. Виходить, що повітря у разі викачується з усього теплового каналу.

Такі канали, до речі, теж бувають різними:

• прямоточними;
• "Хіт пайп".

Канали типу "Хіт пайп"

Інша їхня назва – теплові труби. Вони працюють таким чином: ефірна рідина в закритих трубах при підвищенні температури піднімається вгору каналом, після чого конденсується там у спеціально обладнаному теплозбірнику. В останньому рідина передає теплову енергіюі опускається вниз трубкою. З теплозбірника тепло передається далі в систему за допомогою теплоносія, що циркулює.

Коаксіальна вакуумна трубка heat-pipe з 2-трубним manifold'ом

Характерно, що металеві трубки тутможуть бути не тільки мідними, а й алюмінієвими.

Прямоточні канали

У кожному з таких каналів у скляній трубці знаходяться одразу два металеві патрубки. За одним із них рідина потрапляє в колбу, нагрівається там і виходить по другому.

Споруджуємо вакуумний сонячний колектор своїми руками

В принципі, вакуумну геліостанцію можна зробити і своїми руками, але це вкрай складна і відповідальна робота, адже вам потрібно не лише створити вакуум у кожній із трубок, а й грамотно впаяти абсорбер. Для всього цього потрібно і спеціалізоване обладнання, і відповідні знання. Більш того, під час монтажу слід дотримуватись цілої низки умов.

1. Вибір правильного місцяустановки (обов'язково з півдня), усунення всього, що може створювати тінь.
2. Забезпечення руху теплоносія виключно знизу нагору.
3. Запобігання перегріву колектора – це виведе з ладу всю систему.

Словом, вакуумна геліостанція – цевкрай складна система, яку краще купувати вже у готовому вигляді. Справді, чи можна створити саморобну модель такого пристрою, якщо заводів, що випускають таку продукцію, у світі не більше двох десятків? Саме з цієї причини в нашому випадку можна говорити лише про самостійного збиранняконструкції із заводських колб.

Але тут є проблема. Для правильної установкипотрібно мати слюсарські навички, щоб не порушити герметичність труб. Тому набагато простіше купити готовий, нехай і дорогий виріб, ніж зібрати самому і щоразу, включаючи його, побоюватися поломок.

Як зібрати повітряний колектор

Якщо ж ви зважилися провести складання геліосистеми своїми руками, спершу подбайте про всі необхідні інструменти.

Що потрібно в роботі

1. Викрутка.

2. Розвідний, трубний та торцевий ключі.

Технологія збирання

Для складання бажано обзавестися хоча б одним помічником. Сам процес можна розбити кілька етапів.

Перший етап. Спочатку зберіть раму, бажано відразу в тому місці, де вона буде встановлена. Оптимальний варіант - дах, туди можна окремо передати всі деталі конструкції. Сама процедура монтажу рами залежить від конкретної моделі та прописується в інструкції.

Другий етап.Міцно закріпіть раму на даху. Якщо дах шиферний, то використовуйте брус обрешітки та товсті шурупи, якщо бетонна – то звичайні анкери.

Зазвичай рами розраховані на монтаж на рівні поверхні (максимум під 20-градусним нахилом). Герметизуйте місця кріплення рами до поверхні даху, інакше вони протікатимуть.

Третій етап.Мабуть, найскладніший, адже вам належить підняти на дах важкий та габаритний накопичувальний бак. Якщо немає можливості використовувати спецтехніку, укутайте бак у щільну тканину (щоб уникнути можливих пошкоджень) і підніміть його на тросі. Потім прикріпіть бак до рами за допомогою шурупів.

Четвертий етап. Далі вам доведеться змонтувати допоміжні вузли. Сюди можна зарахувати:

• ТЕН;
• датчик температури;
• автоматизований повітропровід.

Кожну деталь встановіть на спеціальну пом'якшувальну прокладку (такі теж йдуть у комплекті).

Зверніть увагу! Температурний датчик закріплюється за допомогою ключа торця!

П'ятий етап . Підведіть водопровід. Для цього можете використовувати труби з будь-якого матеріалу, головне щоб він витримував температуру в 95°С тепла. Крім того, труби мають бути стійкими до низьких температур. З цієї точки зору найбільше підходить поліпропілен.

Шостий етап. Після підключення водопроводу заповніть накопичувальний бак водою та перевірте на герметичність. Подивіться, чи не протікає трубопровід – залиште на кілька годин наповнений бак, після чого уважно все огляньте і, у разі потреби, усуньте несправність.

Сьомий етап. Переконавшись, що герметичність всіх з'єднань у нормі, приступіть до встановлення нагрівальних елементів. Для цього оберніть мідну трубку листом алюмінію та помістіть у скляну вакуумну трубку. На нижню частину скляної колби надягніть чашку-фіксатор і гумовий пильовик. Мідний наконечник на іншому кінці трубки вставте до упору латунний конденсатор.

Зверніть увагу! На скляних трубках ви помітите в'язку речовину. Не видаляйте його в жодному разі – це термоконтактне мастило.

Залишилося лише клацнути чашку-фіксатор на кронштейні. Аналогічно встановіть інші трубки.

Восьмий етап . Встановіть на конструкції монтажний блок і підведіть до нього живлення 220 вольт. Потім приєднайте до цього блоку три допоміжні вузли (їх ви встановили на четвертому етапі роботи). Незважаючи на те, що монтажний блок вологозахищений, постарайтеся накрити його козирком або іншим захистом від атмосферних опадів. Потім підключіть до блоку контролер – він дозволить моніторити та регулювати роботу системи. Встановіть контролер у будь-якому зручному місці.

На цьому монтаж вакуумного колектора закінчено. Внесіть усі необхідні параметри в контролер і запустіть систему.

І остання (але не за значущістю) важлива порада:не забувайте про регулярне обслуговування установки – це не тільки підвищить ефективність її роботи, а й продовжить термін експлуатації.

Відео – Вакуумний сонячний колектор

Отже, на порядку денному стоїть питання: як зібрати та виготовити сонячний колектор своїми руками. Якщо питання стоїть — треба його вирішити і бажано позитивно. У цьому посібнику описується процес створення сонячного колектора своїми руками, здатний забезпечити дачника повноцінним гарячим душем. Серце колектора – мідний змійовик, у якому циркулює вода. Нагріваючись, вода надходить у верхню частину бака, а холодна вода з нижньої частини бака повертається в колектор для додаткового нагріву. Таким чином, відбувається природна циркуляція без використання насоса. Для того, щоб збільшити площу нагрівання колектора, до змійовика прикріплюються спеціальні пластини, які поглинають тепло з поверхні колектора і передають його теплообміннику. А герметизація та утеплення короба не дозволять йому розгубити отримане тепло.

Етап перший: «Виготовлення змійовика своїми руками»

Для створення змійовика своїми руками нам знадобиться 16 метрів м'якої мідної труби d10 мм. Вона зазвичай продається у бухтах. Таку трубку зручно гнути, тому використовуємо її. Схематично змійовик виглядатиме ось так:

Для фіксації змійовик прикріплюється до основи з фанери завтовшки 5 мм розміром 800 на 1800 мм. Тому насамперед випилюємо відповідний лист фанери. Усі секції змійовика повинні встановлюватись під невеликим кутом (близько 5°). Якщо укласти трубу строго горизонтально, то система не працюватиме. (без насоса) На фанеру ми маємо прикріпити спеціальні шаблони. З їхньою допомогою набагато зручніше укладати змійовик. Крім того, вони будуть підтримувати і фіксувати конструкцію. Шаблони виготовляємо з тієї ж фанери завтовшки 5 мм:

Нам потрібно виготовити по 14 шаблонів №1 та №2. Шаблони потрібно прикріпити на основу згідно зі схемою:

Встановлення шаблонів починаємо з нижнього лівого кута. Спочатку з кроком у 100 ммвстановлюються шаблони №2. (відстань від краю 50мм)

Потім між ними встановлюються шаблони № 1 під кутом 5 градусів щодо центру колектора. Шаблони прикріплюємо цвяхами або шурупами 7-9 мм. (Не менше 2-х на кожен шаблон) Починаємо укладання мідної труби. Прикладаємо трубу до фанери. Залишаємо кінець на 10 см фанери, що виходить за межі. Притискаємо трубку до шаблону та фіксуємо скобою. Тягнемо трубку до наступного шаблону, розташованого на іншому боці. Слідкуємо, щоб трубка розташовувалась рівно під кутом 5° без «задирів» та «провисів». Фіксуємо у кількох місцях. Дійшовши до повороту, укладаємо трубку між шаблонами і фіксуємо її. Так поступово поворот за поворотом. Після того, як змійовик зібраний, перевірте міцність фіксації до основи, а найголовніше – кут нахилу кожної секції. Пам'ятайте, що на прямих ділянках не повинно бути обвисання, інакше система не працюватиме.

Етап другий.«Виготовлення пластин своїми руками»

Для виготовлення пластин своїми руками нам знадобиться алюмінієвий лист товщиною 0,4-0,5 мм. Вирізаємо його згідно креслення:

Якщо у вас є невеликі шматки, то нічого страшного. Замість однієї пластини довжиною 440 мм можна виготовити дві по 220 мм, або три по 146 мм. Пластина повинна щільно прилягати до основи і обіймати трубку максимально щільно. Після того, як вирізана форма, потрібно надати області позначеної пунктиром форму трубки. Для цього виготовляємо дерев'яний шаблон ось за цією схемою:

Після того, як форму створено, за допомогою молотка вбиваємо сталевий брусок у поглиблення форми:

Необхідно виготовити 15 таких пластин. Після того, як пластини виготовлені, треба прикріпити їх на фанеру поверх змійовика. Перш ніж встановити пластину на трубку, змащуємо її теплопровідною пастою для кращого ефекту. Потім притискаємо до труби та фіксуємо меблевим степлером:

Для досягнення ще більшої продуктивності під трубкою можна укласти алюмінієвий лист завдовжки 440 мм завширшки 40-50 мм. Це потрібно зробити до встановлення змійовика, на області між шаблонами:

Після того, як усі пластини укладені, фарбуємо їх термостійкою чорною матовою фарбою. Ідеальним варіантом було б пройтися перед фарбуванням піскоструминним апаратом, щоб поверхня пластин стала шорсткою і краще приймала сонячне світло.

Етап третій:«Сонячний колектор своїми руками - збирання»

Щоб зібрати сонячний колектор, нам знадобиться рама. Виготовляється вона за розмірами основи для змійовика:

Для її виготовлення використовуємо брус 20х70 мм. (Два відрізки довжиною 1840 мм і два довжиною 800 мм). Скріплюємо їх. Тепер із вологостійкої фанери вирізаємо шматок 1840мм на 840 мм та прикріплюємо його до рами. У нас вийшов короб. Далі встановлюємо додаткову раму із бруса 20х20мм. Вона потрібна для того, щоб закріпити на неї основу із змійовиком. На схемі брус 20х70 позначений оранжевим кольором, а 20х20 синім:

Тепер необхідно зібрати докупи все. Укладаємо утеплювач на дно короба. Його розмір 760 мм на 1760 мм. Товщина утеплювача повинна дорівнювати висоті бруса 20х20, тобто 20 мм. Після утеплювача укладаємо спінений поліетилен розміром 800 на 1800 мм. А після нього укладаємо основу із змійовиком. У розрізі вся конструкція виглядає так:

За допомогою шурупів 15 мм прикріплюємо основу до коробу, а точніше до бруса 20х20. Тепер займемося утепленням бічних стінок. Для цього використовуємо утеплювач товщиною 10 мм та висотою 40 мм. Його треба зміцнити скобами по всьому периметру. Наступний етап – скління. Нам знадобиться скло 1840 на 840
мм. Перед його встановленням проходимо по периметру короба шаром силікону. Потім встановлюємо саме скло. Ще раз додатково проходимо силіконом місця з'єднання скла та короба. Кріпити скло за допомогою алюмінієвого куточка будь-якого з 4х розмірів: 20х30, 20х40, 30х30 або 30х40 Всього буде потрібно 5300 мм куточка.

Етап четвертий:«Сонячний колектор своїми руками – підключення»

Для максимального ефекту сонячний колектор має бути встановлений під кутом 90° до кута падіння сонячних променів. Кут нахилу променів сонця залежить від широти місцевості, де встановлено колектор. Крім того, цей кут змінюється протягом усього року. Найбільш оптимальний варіант виготовити спеціальну підставку, де можна регулювати кут нахилу сонячного колектора. Достатньо раз на місяць змінювати цей кут для отримання оптимального результату. Схему подібної опори Ви можете бачити нижче:

Але дуже часто виникає така ситуація, що неможливо змінювати кут нахилу щомісяця. Це буває, якщо колектор встановлений на даху. В цьому випадку необхідно визначити оптимальний кут для всього сезону експлуатації та при монтажі відразу встановити колектор на цей кут. При експлуатації колектора у літній період рекомендується встановлювати його на 15-25° менше широти місцевості. Наприклад, Москва розташована на широті 55,75 °. Це означає, що оптимальний кут нахилу буде від 30 ° до 40 °. Цей колектор потрібно підключити до ємності об'ємом 30 літрів. Місткість повинна розташовуватися вище за верхню точку колектора. Але ця відстань не повинна перевищувати 1 метра, але не менше 30-40 см. З'єднання між колектором і бачком можна здійснити за допомогою поліпропіленових труб d20 мм. Для цього до мідної трубкитреба припаяти перехідник, а вже до нього приєднати трубу. При цьому намагайтеся уникати відводів, а переходи здійснювати за допомогою напіввідводів (не більше 2-х на прямий та зворотний перехід). Вихід із верхньої частини колектора повинен з'єднуватися з верхньою частиною бачка, а вихід із нижньої частини бочка повинен бути з'єднаний із входом у нижній частині колектора.

Також до ємності слід підвести холодну воду. Можна в бачку встановити звичайну систему унітазу, встановивши поплавок на 30 літрів. Але при цьому з кожною секундою прийому душа вода буде охолоджуватися, тому найпростіший і ефективний спосіб, це ручний краник. Таким чином Ви витрачаєте всі 30 літрів гарячої води, а вже потім заповнюєте бак знову. Якщо хочете отримати швидко невелику кількість гарячої води, заповніть бак не повністю. Звертаю Вашу увагу, що 30 літрів є достатньою для ясної погоди в умовах Московської області. Якщо погода похмура або температура повітря нижче 8 С, то не заповнюйте бак повністю. Якщо хмарність сильна і сонце не проглядається, залийте в бак лише 20 літрів води. А якщо хмарність супроводжується низькою температурою повітря, то 15 літрів. Ці правила працюють в умовах Московської області та центральної частини Росії. Для Ленінградської областімаксимальний об'єм бака – 25 літрів, а для Кубані – 35 літрів. Не забуваємо, що накопичувальний бачок також має бути утеплений.

Альтернативні джерела відновлюваної енергії мають величезну популярність. У деяких країнах ЄС автономне теплопостачання покриває понад 50% потреб енергії. У РФ сонячні колектори поки що не набули широкого поширення. Одна з основних причин: дорожнеча обладнання. За геліопанель вітчизняного виробника потрібно віддати щонайменше 16-20 тис. крб. Продукція європейських брендів коштуватиме ще дорожче, починаючи з 40-45 тис. руб.

Виготовлення сонячного колектора своїми руками буде дешевшим, принаймні о пів на половину. Саморобний геліоколектор забезпечить достатньою кількістю тепла для нагріву душової води на 3-4 особи. Для виготовлення знадобляться будівельні інструменти, кмітливість та підручні засоби.

З чого можна зробити геліосистему

Спочатку слід розібратися в тому, який принцип роботи використовує сонячний водонагрівач. У внутрішньому пристрої блоку є такі вузли:

• корпус;
• абсорбер;
• теплообмінник, усередині якого циркулюватиме теплоносій;
• відбивачі для фокусування сонячних променів.

Заводський колектор для нагрівання води від сонця працює так:

• Абсорбція тепла – сонячне проміння проходить крізь скло, розташоване поверх корпусу, або через вакуумні трубки. Внутрішній абсорбуючий шар, що контактує з теплообмінником, пофарбований селективною фарбою. При попаданні сонячних променів на абсорбер виділяється велика кількість тепла, яке збирається та використовується для нагрівання води.
• Теплопередача – абсорбер розташований у тісному контакті з теплообмінником. Акумульоване абсорбером і теплообміннику, що передається тепло, нагріває рідину, що рухається по трубках до змійовика всередині бака теплонакопичувача. Циркуляція води у водонагрівачі здійснюється примусовим чи природним способом.
• ГВП - використовується два принципи підігріву гарячої води:
  1. Пряме нагрівання - гаряча водапісля нагрівання просто скидається в теплоізольовану ємність. У моноблочній геліосистемі як теплоносій використовується звичайна побутова вода.
  2. Другий варіант - забезпечення ГВП з пасивним водонагрівачем за принципом непрямого нагріву. Теплоносій (часто антифриз) під тиском направляється в теплообмінник геліоколектора. Після нагрівання розігріта рідина подається в накопичувальний бак, усередині якого вбудований змійовик (гравець, що грає, нагрівального елемента), оточений водою для системи гарячого водопостачання.
     Теплоносій розігріває змійовик, за допомогою чого передає тепло воді, що знаходиться в ємності. При відкритті крана нагріта вода з теплоакумулюючої ємності надходить до точки водорозбору. Особливість геліосистеми з непрямим нагріванням здатність працювати протягом усього року.

Принцип роботи, який використовується в дорогих заводських геліосистемах, копіюється і повторюється в колекторах, що виготовляються своїми руками.

Робочі конструкції сонячних водонагрівачів мають схожий пристрій. Тільки виготовляються із підручних матеріалів. Існують схеми виробництва колекторів із:

• полікарбонату;
• вакуумні трубки;
• ПЕТ пляшок;
• пивних банок;
• радіатора холодильника;
• мідних трубок;
• ПНД та ПВХ труб.

Судячи з схем, сучасні «Кулібіни» віддають перевагу саморобним системам. природною циркуляцією, термосифонний тип. Особливість рішення в тому, що накопичувальну ємність розташовують у верхній точці ГВП. Вода самопливом циркулює у системі і подається споживачеві.

Колектор із полікарбонату

Виготовляють із стільникових панелей, що відрізняються хорошими теплоізоляційними властивостями. Товщина листів від 4 до 30 мм. Вибір товщини полікарбонату залежить від потрібної тепловіддачі. Чим товстіший лист і осередки в ньому, тим більше води зможе нагріти установка.

Щоб зробити геліосистему, зокрема саморобний сонячний водонагрівач з полікарбонату, знадобляться такі матеріали:

• дві штанги з нарізаним різьбленням;
• пропіленові куточки, на фітингах має бути зовнішнє різьбове з'єднання;
• пластикові труби ПВХ: 2 шт., довжина 1,5 м, діаметр 32;
• 2 заглушки.

Труби укладають у корпус паралельно. Підключають до ГВП через крани, що відсікають. Уздовж труби роблять тонкий надріз, який можна вставити лист полікарбонату. Завдяки принципу термосифону вода самостійно надходитиме в жолобки (комірки) листа, нагріватиметься і йтиме в накопичувач, розташований вгорі всієї системи нагрівання. Для герметизації та фіксації листів, вставлених у трубу, використовують силікон, стійкий до термічної дії.

Щоб збільшити теплоефективність колектора із стільникового полікарбонату, лист покривають будь-якою селективною фарбою. Нагрівання води після нанесення селективного покриття прискорюється приблизно вдвічі.

Колектор із вакуумних трубок

В цьому випадку не вийде обійтися виключно підручними засобами. Для виготовлення сонячного колектора доведеться придбати вакуумні трубки. Їх продають компанії, що займаються обслуговуванням геліосистем та безпосередньо виробники геліоводонагрівачів.

Для самостійного виробництва краще вибирати колби з перовими стрижнями та тепловим каналом heat-pipe. Трубки легше монтувати та міняти у разі потреби.

Також необхідно придбати блок-концентратор для вакуумного сонячного колектора. При виборі звертають увагу на продуктивність вузла (визначається за кількістю трубок, які можна одночасно підключити до пристрою). Раму виготовляють самостійно, збираючи дерев'яний каркас. Економія при виготовленні в домашніх умовах з урахуванням придбання готових вакуумних трубок складе не менше 50%.

Геліосистема із пластикових пляшок

Для приготування потрібно близько 30 шт. ПЕТ пляшок. При збиранні зручніше використовувати тару однакового розміру на 1 або 1,5 л. На попередньому етапі з пляшок знімають етикетки, поверхню ретельно промивають. Крім пластикової тари знадобиться таке:

• 12 м шланга для поливу рослин діаметром 20 мм;
• 8 Т-подібних перехідників;
• 2 коліна;
• рулон тефлонової плівки;
• 2 кульові крани.

При виготовленні сонячних колекторів з пластикових пляшоквнизу основи роблять отвір, що дорівнює діаметру шийки, куди вставляють гумовий шланг, або ПВХ трубу. Колектор збирають у 5 рядів по 6 пляшок на кожній лінії.

У ясний день вже за 15 хв. вода нагріється до температури 45°С. Враховуючи високу продуктивність, сонячний водонагрівач із пластикових пляшок має сенс підключити до накопичувальної ємності в 200 л. Останню добре утеплюють для запобігання тепловтратам.

Колектор із алюмінієвих пивних банок

Алюміній відрізняється добрими теплотехнічними характеристиками. Не дивно, що метал використовують для виготовлення опалювальних радіаторів.

Алюмінієві банки можна використовувати під час виготовлення саморобних геліосистем. Для виробництва не підійдуть банки з жерсті та будь-якого іншого металу.

Для однієї геліопанелі будуть потрібні такі комплектуючі:

• банки, близько 15 прим. на лінію, корпус вміщується 10-15 рядів;
• теплообмінник - використовується колектор із гумового шланга, або пластикових труб;
• клей для склеювання банок між собою;
• селективна фарба

Поверхня банок забарвлюється у темний колір. Короб накривають товстим склом чи полікарбонатом.

Сонячний колектор із алюмінієвих банок найчастіше виготовляють для повітряного опалення. При використанні водяного теплоносія знижується теплоефективність пристрою.

Геліосистема з холодильника

Ще одне популярне рішення, що потребує мінімальних витрат часу та коштів. Сонячний колектор роблять із радіатора старого холодильника. Змійовик вже пофарбований у чорний колір. Достатньо лише укласти ґрати в дерев'яний корпус із ізоляцією та підключити його до ГВП, за допомогою паяння.

Існує варіант виготовлення із конденсатора кондиціонера. Для цього кілька радіаторів з'єднують у єдину мережу. Якщо є можливість придбати дешево близько 8 шт. конденсаторів, виготовлення колектора цілком можливе.

Колектор із мідних трубок

Мідь відрізняється добрими теплотехнічними властивостями. При виготовленні мідного сонячного колектора використовують:

• труби діаметром 1 1/4", що використовуються при монтажі систем опалення та гарячого водопостачання;
• труби на 1/4", що використовуються в системах кондиціювання;
• газова горілка;
• припій та флюс.

Корпус решітки радіатора збирається з мідних труб з великим діаметром. У поверхні просвердлюють отвори рівні 1/4". В отримані пази вставляють труби відповідного діаметра. Радіатор закривають склом або полікарбонатом. Мідь забарвлюють селективною фарбою.

Сонячний бойлер із ПНД труб та ПВХ шлангів

Під час виробництва геліосистем використовують практично будь-який підручний матеріал. Існують рішення, що дозволяють виготовити колектор із гофрошлангу, гумового шланга, що використовується для поливу рослин.

З металопластикової труби геліосистеми не роблять через гумові ущільнювачі фітинги, що не витримують сильного нагріву. При інтенсивному сонячному випромінюваннінагрівання в колекторі сягає 300°С. При перегріві прокладки ущільнювачів обов'язково дадуть текти.

Існує можливість виготовлення сонячного колектора із гофрованої нержавіючої труби. Популярність рішення обумовлена ​​швидкістю та простотою монтажу. Гофротруба з нержавіючої сталі укладається кільцями або змійкою. Недолік, відносна дорожнеча нержавіючої гофрованої труби.

Незважаючи на існуючі варіанти, описані вище, найбільш популярними залишаються сонячні колектори з пропіленових та ПНД труб. Кожен варіант має свої переваги:

• Сонячний колектор із ПНД труби- Для виготовлення вибирають матеріал, стійкий до нагрівання. Продається велика кількість фітингів, що полегшують збирання теплоакумулюючого радіатора. Труби з поліетилену низького тиску мають чорний або темно-синій колір, тому не вимагають фарбування.
• Сонячний колектор із ПВХ труб- популярність рішення у простоті монтажу конструкції, що здійснюється за допомогою паяння. Наявність великої кількості куточків, трійників, американок та інших фітингів полегшує процес збирання. За допомогою паяння можна створити теплообмінник колектора будь-якої конфігурації.

Виготовлення сонячного водогрійного колектора із PEX труби:

Всі описані труби з тією чи іншою ефективністю використовуються як осердя при виготовленні саморобного геліоколектора з пластикових пляшок та алюмінієвих банок.

Як зробити селективне покриття

Високоефективний колектор має високий рівень поглинання сонячної енергії. Промені потрапляють на темну поверхню, після чого її нагрівають. Чим менше випромінювання відштовхується від абсорбера сонячного колектора, тим більше тепла залишається в геліосистемі.

Щоб забезпечити достатню акумуляцію тепла, потрібно створити селективне покриття. Варіантів виробництва кілька:

• Саморобне селективне покриття колектора- Використовують будь-які чорні фарби, які після висихання залишають матову поверхню. Є рішення, коли як абсорбер колектора застосовують непрозору темну клейонку. На труби теплообмінника, поверхню банок та пляшок наносять чорну емаль, з матовим ефектом.
• Спеціальні абсорбуючі покриття- можна піти іншим шляхом, придбавши для колектора спеціальну селективну фарбу. До складу селективних ЛКМ входять полімерні пластифікатори та присадки, що забезпечують хорошу адгезію, теплостійкість та високий ступінь поглинання сонячних променів.

Геліосистеми, що використовуються виключно для нагрівання води влітку, можуть обійтися забарвленням абсорбера в чорний колір за допомогою звичайної фарби. Саморобні сонячні колектори для опалення будинку взимку повинні мати якісне селективне покриття. Заощаджувати на фарбі не можна.

Саморобна або заводська геліосистема – що краще

Виготовити в домашніх умовах сонячний колектор, здатний по технічним характеристикамта показниками порівнятися із заводською продукцією неможливо. З іншого боку, якщо потрібно просто забезпечити достатню кількість води для літнього душу, сонячної енергії буде достатньо роботи найпростішого саморобного водонагрівача.

Що стосується рідинних колекторів, що працюють взимку, то навіть не всі заводські геліосистеми можуть працювати при низьких температурах. Всесезонні системи, це найчастіше пристрої із вакуумними тепловими трубками, з підвищеним ККД, здатні працювати до температури –50°С.

Заводські геліоколектори часто укомплектовуються поворотним механізмом, що автоматично підлаштовує кут нахилу і спрямованість панелі по сторонах світла, залежно від розташування Сонця.

Ефективний сонячний водонагрівач той, що повністю відповідає поставленим перед ним завданням. Для підігріву води на 2-3 чоловік влітку, можна обійтися звичайним геліоколектором, виготовленим своїми руками з підручних засобів. Для опалення взимку, незважаючи на початкові витрати, краще встановити заводську геліосистему.

Відеокурс з виготовлення панельного сонячного водонагрівача