Солнечный коллектор своими руками (как изготовить и собрать)

Владельцы частных домов, дач, коттеджей могут основательно сэкономить на оплате коммунальных платежей смонтировав солнечный коллектор своими руками. Его можно использовать для обеспечения дома теплом и горячей водой. Изготовить подобное устройство под силу каждому домовладельцу, так как никаких особых знаний и материалов не потребуется.

Принцип работы

Гелиоколлектор это по сути трубчатый радиатор, который крепится в деревянной либо металлической раме. С одной стороны рама закрывается абсорбером (материалом, аккумулирующим энергию солнца), а с другой — теплоизолятором, чтобы собранное тепло не уходило наружу. Проходя через абсорбер, солнечный свет трансформируется в тепло и нагревает стенки трубок, в которых находится вода. Коллектор является основной частью гелиосистемы. Самый простой водонагревающий контур состоит из трех элементов: солнечного радиатора, расширительного бачка и накопительной емкости. Установка работает по термосифонному принципу, когда нагретая жидкость поднимается вверх и вытесняет холодную. В такой системе циркуляция воды происходит естественным образом, что позволяет обходиться без насоса.

Классификация солнечных коллекторов

В зависимости от конструкционных особенностей, солнечные нагреватели подразделяются на три основных вида:

  • Плоские;
  • Вакуумные;
  • Воздушные.

Современные солнечные радиаторы, даже сделанные своими руками, имеют высокий КПД и способны нагревать воду до температуры кипения вне зависимости от температуры наружного воздуха. А это свойство, можно использовать для организации подогрева водных резервуаров, находящихся на улице. Как пример, солнечный коллектор для бассейна. Своими руками его сделать несложно, главное чтобы было достаточно солнечного света.

Плоский коллектор

Коллектор представляет из себя своеобразный сандвич. Задняя панель покрыта теплоизоляцией. Над ней устанавливается трубчатая система, которая накрывается абсорбером. Передняя стенка должна быть прозрачной. Чаще всего ее делают из закаленного стекла или рифленого поликарбоната. Вся конструкция помещается в плоский деревянный или металлический (чаще алюминиевый) короб. Боковые стенки тоже покрываются теплоизолятором. Вся панель не должна пропускать в себя воздух, поэтому все щели тщательно заделываются.

Плоский солнечный коллектор

Вакуумный коллектор

Солнечный коллектор для горячего водоснабжения и отопления вакуумного типа состоит из отдельных двойных трубок. Устройство их несложное: в прозрачной наружной трубе находится меньшая, заполненная водой или другим теплоносителем. Внутренняя трубка покрывается специальным составом, который способствует улавливанию солнечной энергии. Конструкция герметически запаяна и из нее откачан воздух (происходит вакуумирование). Вакуумная прослойка позволяет сохранять около 95% концентрируемой тепловой энергии.
Двойные трубки соединяются в единый контур, посредством своей внутренней составляющей. Эти системы более подходят для эксплуатации в холодных регионах, так как для них не столь важно количество солнечных дней. Но, в отличие от плоских, они не могут самоочищаться от снега, поэтому за очисткой придется следить. Вакуумный солнечный коллектор своими руками создать крайне сложно, поэтому лучше покупать готовые системы.

Устройство вакуумного коллектора (вакуумные трубки)

 

Воздушный коллектор

Этот тип солнечного обогревателя подходит только для отопления дома. Работа его основана на «парниковом эффекте», когда заключенный внутри герметичного короба воздух нагреваются благодаря верхнему поглощающему покрытию. Внутреннее пространство воздушного коллектора должно быть обустроено таким образом, чтобы нагретый воздух проникал в помещение. Как правило, это что-то наподобие лабиринта. Конвекция может быть естественной или принудительной, посредством вентилятора. Это устройство удобнее всего устанавливать на самой освещенной стене дома и напрямую соединять с помещением.

Воздушный солнечный коллектор

Как сделать солнечный коллектор

Перед началом работы по монтажу самодельного солнечного коллектора необходимо определиться с размерами устройства. Самостоятельно рассчитать мощность гелиосистемы довольно сложно. В расчет необходимо брать местоположение дома, материал изготовления и интенсивность солнца в данном районе. Конечно, чем больше будет агрегат, тем больше тепловой энергии он сможет выработать. Но габариты еще будут зависеть и от места, где устройство будет устанавливаться.
Рассчитав габариты коллектора и подготовив нужное количество исходного материала, можно приступать к изготовлению нагревательной системы.

Коллектор из шланга

Самый простой в изготовлении — солнечный коллектор из шланга. Для него понадобится:

  • Шланг из резины или труба из полиэтилена черного цвета, диаметром 20-25 мм;
  • Фанера толщиной 6 мм;
  • Деревянные брусья 40х40 мм.

Вначале необходимо смастерить короб из фанеры. Его размеры будут зависеть от количества витков трубы, которая в него будет уложена. Готовый короб необходимо обработать антисептиком, прогрунтовать и покрасить в черный цвет. Шланг укладываются по спирали, начиная от центра. Края трубы выводятся наружу, через специально проделанные в бортиках отверстия.

Витки шланга необходимо зафиксировать, чтобы при установке на пологой плоскости они не сместились. Увеличить производительность можно соединив в одну систему несколько радиаторов из шланга. У подобных агрегатов есть одна особенность — циркуляцию воды можно обеспечить только принудительно. Поэтому при подключении их к накопительному баку потребуется циркуляционный водяной насос. Такой тип гелиоколлектора очень часто используют для подогрева воды в бассейне, подключив его к фильтрационной системе.

Коллектор из оконной рамы

Старая оконная рама, открывающаяся книжкой, может послужить в качестве короба для солнечного коллектора. Одно стекло из нее удаляется и заменяется фанерой. Это будет задняя стенка коллектора. Внутрь рамы на фанеру укладывается теплоизолятор и накрывается листом оцинковки, а ее створки герметизируются уплотнительной резинкой. Металлический лист в этой конструкции будет выступать в роли абсорбера, поэтому его необходимо покрыть черной матовой краской, чтобы уменьшить отражательный эффект.
Последний этап — установка трубы, по которой будет циркулировать вода (теплообменник). Для этого лучше всего подойдет медная полудюймовая или пластиковая (металлопластиковая) трубка. Укладывается она в виде змейки и закрепляется на абсорбере хомутами. Осталось закрыть раму, стянуть ее болтами, установить завершенный коллектор на место и подсоединить его к системе отопления или водоснабжения.

Коллектор из пластиковых бутылок

Для его изготовления понадобится:

  • Прозрачные (бесцветные), пластиковые бутылки одинаковой формы;
  • Тетра-упаковки из-под сока или молока;
  • Трубы и тройники из поливинилхлорида, предназначенные для горячего водоснабжения.

Теплообменник собирается в виде радиатора из пластиковых труб. Роль аккумулятора солнечной энергии будут выполнять бутылки, а поглотителями послужат терта-паки. Чистые бутылки обрезаются на одном уровне. Внутрь укладывается вырезанная по размеру и выкрашенная в черный цвет заготовка из упаковки сока или молока. Размер подобрать нужно таким образом, чтобы при нанизывании бутылок на трубу, при вхождении их друг в друга заготовка плотно зажималась между ними.

Коллектор из пластиковых бутылок

Теплообменник собирается в виде лесенки. Количество «перекладин» произвольное. Но чем больше их будет, тем мощнее получится коллектор, ведь именно в них будет происходить процесс нагревания. На «перекладины» нанизываются подготовленные бутылки. Первая одевается горлышком вперед, следующая так же и плотно вгоняется в предыдущую через обрезанное дно. Преимущество такого самодельного коллектора перед остальными состоит в эффективной работе не только днем, но и в утренние и вечерние часы.

Коллектор из пивных банок

Из алюминиевых пивных банок (или из-под других напитков) можно смонтировать солнечный коллектор воздушного типа, который можно использовать как дополнительный источник тепла для дома. Устанавливать его необходимо на крыше лома или на его южной стороне. Для подачи нагретого воздуха и забора холодного в стене придется сделать два отверстия. Важно, чтобы использованные в работе емкости были чистыми.

У вымытых и высушенных банок ножницами (или другим инструментом) вырезают дно, оставив жесткую часть нетронутой. Верхнюю часть режут полосками (тоже до жесткой кромки) и загибают внутрь. Это необходимо для усиления турбулентности. Далее из банок делают своеобразные трубы, склеивая их: горлышко следующей банки приклеивается к донышку предыдущей. Используемый клеящий состав должен быть термостойким.

Коллектор из пивных банок

Пока трубы сохнут, монтируется корпус коллектора и его теплоизоляция. Размеры каркаса будут зависеть от длины труб и их количества. В верхней и нижней частях корпуса устанавливаются воздуховоды, с просверленными отверстиями по количеству труб. Склеенные банки устанавливаются отверстия и фиксируются. После этого производится покраска в черный матовый цвет. Наружную прозрачную панель можно сделать из стекла или из прозрачного поликарбоната.

На этом сборка воздушного солнечного коллектора из алюминиевых банок завершена. Осталось установить его на постоянное место и соединить воздуховоды с отверстиями в стене. При сборке особое внимание следует уделить теплоизоляции и герметичности конструкции.
Коллектор из старого холодильника
У старых холодильников есть такая деталь — конденсатор. Это трубчатая решетка, закрепленная на задней стенке агрегата, по которой циркулирует фреон и смазка для компрессора. Этот элемент можно использовать в качестве теплообменника в самодельном солнечном коллекторе. По размерам конденсатора изготавливается короб, утепляется, красится. Поверху утеплителя укладывается фольга, которая будет служить отражателем. На нее крепится решетка теплообменника. Вся конструкция накрывается стеклом. Гелиоколлектор из старого холодильника готов.

Коллектор из полипропилена

Сотовый полипропилен представляет из себя светопроницаемые панели, состоящие из двух слоев, соединенных ребрами жесткости. Получается, что между двумя прозрачными листами имеются протоки, по которым может циркулировать жидкость, а значит, ячеистый полипропилен вполне подойдет для создания солнечного водонагревательного коллектора.

Преимущественно листы этого материала имеют размер 2х3 м. Для сборки коллектора понадобится так же две полипропиленовые трубы, длиной чуть больше чем узкая сторона будущего теплообменника и диаметром дюйм с четвертью, две заглушки, наконечники для шланг и специальный клей.

В трубе делается продольный пропил, в него вставляется один край полипропилена и приклеивается. Манипуляция повторяется и с второй трубой. В заглушках просверливаются отверстия, в них вставляются наконечники и герметично фиксируются. После полного высыхания клея конструкция проверяется на герметичность. Для этого она заполняется водой. Если есть течь, вода сливается и недостаток устраняется. Процедура повторяется столько раз, пока все устройство не станет полностью герметичным. После этого коллектор красится в черный цвет, устанавливается подготовленный каркас и накрывается стеклом. Подобная технология используется при создании солнечного коллектора из поликарбоната своими руками.

Ссылка на основную публикацию