Как собрать коллектор для отопления своими руками: Направит теплоноситель в нужное русло! Коллектор отопления своими руками: как сделать прибор

Содержание

Как сделать коллектор своими руками?

Вопросов о том как сделать коллектор своими руками приходит так много, что мы решили собрать все вопросы в одну статью и публиковать на сайте информацию как сделать коллектор своими руками.

Вопрос: Что надо знать, чтобы самому сделать коллектор для системы отопления?
Ответ: Чтобы самому сделать коллектор отопления, нужно знать мощность системы отопления и количество контуров потребителей. Как посчитать


Вопрос: Какой взять диаметр труб, чтобы сварить коллектор?

Ответ: Обычно для коллекторов на 60-85 кВт достаточно трубы 80 мм. Для коллекторов в системах отопления большой мощности (200-300 кВт) диаметр трубы коллектора 100-160 мм. Если сомневаетесь в своих навыках сварщика, то патрубки старайтесь брать со стенками не менее 5 мм, чтобы по неопытности не прожечь их насквозь. Учтите, что межосевое расстояние между выходами на насосные группы составляет в разных случаях от 125 до 250 мм. Чтобы потом не переваривать патрубки, сначала выберите оборудование, которое будете подключать к выходам коллектора. Строго соблюдайте технику безопасности и следуйте инструкциям изготовителей оборудования для металлообработки!


Вопрос: Какой обычно делается диаметр для выходов на контуры?


Ответ: Обычно это 1 дюйм, 1½ дюйма или 1¼ дюйма.


Вопрос: Из какого материала можно и нельзя сделать коллектор отопления?


Ответ: Можно сделать из черной или нержавеющей стали. Не используйте оцинкованную сталь, оцинкованные соединения или оцинкованные фиттинги.


Вопрос: Какой диаметр патрубков для соединения с котлом?


Ответ: Для соединения с котлом обычно используются патрубки диаметром от 1 до 2 дюймов.


Вопрос: Как сделать теплоизоляцию для коллектора?


Ответ: В разных системах отопления горячая вода может нагревать коллектор отопления до 75-85 С. Народных рецептов теплоизоляции для коллекторов отопления большое количество. Обычно коллектор отопления, сделанный своими руками, заматывают в термоизоляцию из строительного магазина. Сверху заматывают фольгой.

Вопрос: Как самостоятельно закрепить коллектор отопления на стене?

Ответ: Для закрепления коллекторов у нас в каталоге на сайте warme-rus.ru имеются стальные крепежи. Они стоят недорого, сделаны из стали и многократно проверены «в работе» и нами, и нашими покупателями. Для очень больших коллекторов имеет смысл делать не настенные крепления, а сварить специальные Т-образные «ноги».

Коллекторный шкаф теплого пола: распределительный, вакуумный, с гидрострелкой

Энергоэффективная работа систем теплоснабжения невозможна без включения в схему коллектора отопления, отвечающих за пропорциональное контурное распределение тепловых потоков и возврат холодного теплоносителя к котлу, используя циркуляционный насос. Это дало возможность заменить линейную схему запитки потребителей на автономную, что повышает эксплуатационную и ремонтную готовность сети.

Содержание статьи:

Что такое коллектор отопления

Устройство конструкционно выполнено в виде металлической гребёнки, оборудованной несколькими точками «входа-выхода», которые автономно присоединяют отопительные батареи к внутридомовому теплоносителю.

Целью такого подключения является регулировка и контроль параметров отопления:

  • объём сетевой воды;
  • температуры в сети;
  • давления в подающей и обратной сети.

Конструкция теплового узла контролирует теплопередачу и обеспечивает в помещениях санитарно-гигиенические нормы проживания.

Важно! Для прокладки отопления в двухэтажных зданиях, узел монтируется на каждом этаже, таким образом, реализуется качественная схема теплоснабжения с поэтажным регулированием.

Принцип работы коллектора отопления

Распределитель имеет простой принцип функционирования, который состоит из нескольких этапов:

  1. Вода, нагретая в котлоагрегате до рабочей температуры, поступает в подающую часть коллектора, где скорость среды замедляется из-за увеличенного диаметра гребенки, поэтому жидкость равномерно переходит по всем отводами, с одинаковым давлением в точках ответвлений, поддерживаемого клапанами или запорно-регулирующей арматурой.
  2. К каждому узлу подходит контур подающего трубопровода, создавая равные возможности нагрева для радиаторов в системе, что особенно важно при низких температурах наружного воздуха.
  3. Теплоноситель через батареи отдает тепло внутреннему воздуху в помещении и, охлаждаясь, поступает в отдельную нижнюю часть коллектора для отопления, где собирается с контуров обратка.
  4. Циркуляционный насос направляет остывшую жидкость в котел для следующего цикла «нагрев-охлаждение».

Обратите внимание! Количество патрубков для вывода в группе коллекторов бывает разным, также устройство можно доукомплектовать дополнительными ответвлениями.

Основные виды коллекторов отопления

Гребёнки отличаются между собой по трем показателям:

  • место размещения — навесной или напольный;
  • число отопительных контуров;
  • элементы управления: клапаны, вентили, насосы, датчики.

Российский рынок представляет многообразные типы узлов:

  • для водяного теплоносителя многоэтажного дома;
  • распределительная котловая система;
  • для гелиосистем;
  • для 2/3/4 контурных узлов;
  • вакуумный геоколлектор;
  • узел с гидрострелкой.

Распределительный радиаторный тип применяют для обычных радиаторов. Он выполнен из 2-х взаимосвязанных частей для подачи и обратки. Схемы подключения распределительного коллектора для отопления зависят от конструктивных особенностей отапливаемых объектов. Различают схемы разводки:

  • верхний тип;
  • нижний тип;
  • боковой;
  • диагональный.

Нижняя наиболее востребованная, поскольку при такой обвязке система, скрывается под полом, поэтому не мешают пользователям.

Обратите внимание! Кроме того расчеты показывают высокую энергоэффективность такого подключения из-за уменьшения потерь.

Пример коллекторной схемы присоединения — водяной теплый пол, где распредузел равномерно обеспечивает поставку теплоносителя во все сетевые кольца. Подобные отопительные системы оснащены циркуляционным насосом, количество групп выбирают из соотношения — 1 точка на 120 м трубопровода.

Вакуумный тип относится к классическим гелиосистемам и работает по принципу обычного водонагревателя. Существует два типа устройств, отличающихся по организации нагрева и хранения теплоносителя:

  1. «Мокрая трубка» — бак для сбора горячей воды совмещен с гребенкой.
  2. U-тип — емкость не имеет прямого соединения с распределительным узлом, поэтому он не ограничен размером.

Принцип работы вакуумного устройства:

  1. Под воздействием прямых солнечных лучей протекает процесс тепловой абсорбции и переход тепла к медной сердцевине.
  2. Вода, нагреваясь, поднимается в верхнюю часть устройства.
  3. Горячий теплоноситель, передав свою энергию внешнему контуру, охлаждается и возвращается в медную трубку.

Коллекторная система отопления с гидрострелкой используется при проектировании жилых домов имеющих большую отапливаемую площадь в нескольких уровнях. Она выполнена в виде вертикальной полой трубы, с заглушками эллиптической формы, для выравнивания давления теплоносителя. Данная конструкция решает одновременно несколько задач, главная из которых — стабилизация резких температурных скачков в трубах, чем повышаются сроки эксплуатации системы.

Обратите внимание! Оптимальная работа отопления с гидрострелкой, обеспечивается при условии, оборудовании каждого контура автономным насосом циркуляции.

Солнечный тип для гелиосистем, используя парниковый эффект. Циркуляция воды протекает за счет конвекции. Для поглощения солнечных лучей в схеме устанавливается распределитель. Для аккумуляции тепла он выполняется в форме плоского короба, обработанного черным адсорбирующим напылением. Теплоэнергия передается сетевой жидкости, циркулирующей по трубам, в качестве которой используют воду или антифриз.

Водяной коллектор имеет очень широкое применение, как в системах холодного и горячего водоснабжения, так и для отопления квартир. Верхняя часть узла для водяной подающей сети укомплектована расходомерами, балансирующими контуры отопления.

Нижняя для обратки, оснащена вентильными кранами, выполняющие дополнительную тонкую настройку системы, используемых при проведении ремонтных работ. Для 4-х контурных систем устройство оснащается смесительным узлом , регулировочными шаровыми кранами, краном «маевского» и дренажным вентилем.

Узлы на 2/3/4 контура пользуются наибольшей популярностью для подключения 2, 3 и 4 контуров отопления, что достаточно для небольших частных домов.

Характеристики коллекторов:

  • Латунное устройство распределительного типа с внутренней резьбой.
  • Области применения: горячее водоснабжение, отопление по схеме теплого пола, подключение насосных групп.
  • Допустимая температура — 120.0 С.
  • Рабочее давление — 25.0 бар.

Обзор основных производителей коллекторов отопления

Рехау (Rehau) — лидер на рынке систем теплоснабжения выпускает гребёнки для напольных систем отопления, изготовленных из латуни марки Ms 63:

  • HKV, для 2-12 контуров.
  • HKV-D,аналогичный HKV, дополнительно укомплектованный расходомерами и кранами на подающем трубопроводе, и регулирующим клапаном на обратном.

Коллектор Рехау для отопления рассчитан для максимальной рабочей температуры 80 С, и давлением среды — 6 бар. Отличает его от других марок, комплектация звукоизолирующими оцинкованными кронштейнами.

Овентроп (Oventrop) реализует на рынке гребёнку для напольного отопления, изготовленной из инструментальной стали, максимальные параметры среды : давление — 6 бар, температура — 70 С. На нем расположены воздухоотводчики, соединение трубопроводов к батареям выполнено резьбовой G3/4, как правого, так и левой подключения.

Компания Валтек (Valtec) выпускает коллектор для радиаторов отопления и напольного исполнения. Подающий часть распредузла оснащёна расходомером и концевой трубкой с поплавковым устройством для выпуска воздуха из сети с клапаном-отсекателем и дренажным краном.

Параметры теплоносителя:

  • температура подачи — 90 С;
  • максимальное давление — 8 бар;
  • скорость заполнения магистрали — 2,5 м3/ч.

Коллекторные группы Миллениум (Millennium) выполнены из нержавеющей стали, укомплектованы термостатическими вентилями для регулировки процесса отопления. Параметры теплоносителя коллекторного отопления:

  • Давление — 10 бар.
  • Максимальная температура — 100 С.
  • Наличие интегрированных вентилей обуславливают широкую область применения устройств: со смесительными узлами, электротермическими приводами и датчиками.

Обратите внимание! Примечательно то, что конструкция позволяет устанавливать воздушники с любой стороны коллектора.

Монтаж коллектора отопления из полипропилена своими руками

До создания распредузла выполняют расчет проекта, соответствующего конструктивным условиям и помогающий правильно выбрать оборудование и материалы.

Для монтажа коллектора теплого пола из полипропилена своими руками используют армированные полипропиленовые комплектующие, возможно, стекловолокно, которое не подвергается расслоению.

Необходимые материалы:

  • трубы нужного размера;
  • заглушки по одной на каждую группу;
  • муфты и тройники по схеме;
  • шаровые краны по количеству контуров;
  • паяльник для пластика.

Последовательность действий:

  1. Место для блока выбирают по проекту. Делают коллекторный шкаф для отопления в виде специальной ниши или приобретают в торговой сети готовый корпус и закрепляют его на стене.
  2. Выполняют паяльником заготовки по чертежу.
  3. Устанавливают детали в насадки, после выдерживания режима пайки соединяют патрубок и муфту, дают возможность остыть, иначе стык расслоится.
  4. Первыми соединяют тройники.
  5. При подаче снизу с одной стороны прикрепляют заглушку, с другой — уголок.
  6. Приваривают отрезки на отводах, далее устанавливают на них вентиля и другие приборы по схеме.
  7. Выполняют водяную опрессовку системы с давлением 1,5 от рабочего и проверяют целостность швов.
  8. После устранения протечек , подключают узел к прямому и обратному теплоносителю.

Отзывы пользователей про коллекторы отопления

Многие пользователи испытавшие работу коллекторов с удовольствием делятся в интернете своими отзывами.

Виктор, Нижний Новгород: «Rehau — система соответствует европейским требованиям, единственное «но» — нужно ответственно подойти к выбору типоразмера и монтажу гребенки. »

Андрей, Магнитогорск: «Millennium хорошая высокопрочная надежная стальная конструкция, легко настраивается на автоматический режим.»

Леонид, Пермь: «Итальянская гребенка Valtec, место сборки Китай, цена намного ниже, чем у Rehau, особенно заслуживает доверие полипропиленовая модель — на стенках не образуется накипь и приличный срок гарантии в 7 лет. Недостаток при превышении разрешенного давления краны могут лопнуть.»

Обратите внимание! Хороший коллектор системы отопления является одной из самых дорогостоящих элементов схемы индивидуального теплоснабжения, поэтому все больше покупателей устанавливают устройство для домашней системы.

В этом случае эффективность и безопасность системы увеличивается в разы, кроме того он позволяет полностью автоматизировать работу внутридомового отопления, поддерживая требуемый санитарный режим в помещении , практически, без участия человека.


Типы подключений


Распределительный коллектор отопления, сделанный своими руками, может использовать с несколькими видами обогревательных узлов.


Отопление «теплый пол»


Если подойти к расчету отопительной системы со всей серьезностью, то можно обойтись и без стеновых радиаторов. Как? Просто – проведение тепловой магистрали непосредственно в напольной поверхности. Сами же контуры укладываются по определенным схемам: змейка, улитка и двойная змейка. Несмотря на то, что многие привыкли к централизованному обогреву, такой вариант сможет спокойно стать основным отопление дома, вне зависимости от площади помещений.


С этой статьей читают: Как уложить водяной теплый пол под плитку


Радиаторное отопление


К такому вариант обогрева распределительные блоки подключаются сбоку, снизу, сверху, по диагонали (вход сверху, выход на противоположном конце батареи снизу). В большинстве случаев применяется нижнее подключение. Во-первых, трубопровода не видно, поскольку он спрятан в полу, а во-вторых – по этой же причине осуществляется прогрев не только теплообменников, но и самой напольной поверхности.


Лучевая схема


Некоторые домовладельцы осуществляют разводку теплового контура под плинтусами, что исключает возможность прогрева поверхности пола.


Солнечный обогрев


Новый и не такой распространенный способ создания в доме комфортных температурных условий. Правда, он требует наличия специального оборудования. Но, опять-таки, если грамотно провести расчеты, то можно выполнить устройство системы отопления на солнечной энергии. Да, в качестве основного источника теплоэнергии это способ не годится, а вот в качестве дополнительно – это, пожалуйста.


С этой статьей читают: Солнечный коллектор для отопления дома своими руками


 


Сборка коллекторного узла


Перед тем, как делать коллектор для отопления своими руками, необходимо определиться какой вид трубопровода будет использоваться для обвязки отопительного контура.


Существует несколько основных видов труб, которые можно использовать для устройства обогрева частных домов, равно как и квартир многоэтажек:


  1. Нержавеющие или оцинкованные трубы. Они обладают массой преимуществ по сравнению с другими моделями, но вместе с тем их стоимость крайне высока, поэтому далеко не все домовладельцы могут позволить себе такое дорогое удовольствие.

  2. Трубы из сшитого полиэтилена. Самый дешевый вариант и самый не надежный. Безусловно, его можно использовать для обвязки обогревательных узлов, но срок его эксплуатации крайне низкий.

  3. Полипропилен. Сравнительно недорогой и очень качественный материал, из которого производятся трубы. А при правильном монтаже срок эксплуатации таких труб достигает полувека.

  4. Металлопластик. Более дорогой материал, который также широко используется в качестве элемента обвязки тепловых систем.


Рассмотрим, как сделать коллектор из полипропилена своими руками. Тем более, что на функциональность гребенки тип материала никоим образом не влияет.


Начнем с распределения контуров


Опытные специалисты советуют выводить отдельные магистрали на такие обогревательные устройства:


  • установки «теплый пол» с использованием в качестве теплоносителя горячей воды – на каждое помещение по одной отдельной магистрали;

  • обогрев комнат, температурные условия в котором отличаются от других помещений, вне зависимости, в какую сторону;

  • прогрев отдельно взятого этажа или крыла дома.


Теперь что касается геометрических размеров гребенки, прибор должен быть таким, чтобы он с легкостью размещался в нише стенового перекрытия и одновременно был легким и доступным в регулировке. Наиболее оптимальное расстояние между отводами – 100-150 мм, а между подающими и обратными коллекторными блоками – 200-300 мм. Безусловно,  все зависит исключительно от конкретного случая, и вы можете менять эти размеры. Но помните, вам должно быть удобно пользоваться этим устройством.


Трубопровод для подключения теплообменников делается диаметром ½ дюйма. Для самой же гребенки берется труба на 1-1½ дюйма, которая согласовывается с диаметром патрубков нагревателя.


Переходим к сборке


Чтобы сделать коллектор отопления из полипропилена своими руками понадобится специальное паяльное устройство. Если же в вашем инструментарии такового нет, то его можно взять в специализированном  магазине напрокат.


ВИДЕО: Инструкция по монтажу коллекторов теплого пола и радиаторного отопления



Гребенку изготавливают из обрезков или остатков труб, применяя для ее обвязки фитинги. Для подачи и обратки коллекторной установки используют трубопровод Ø32 мм и тройниковые соединения 32/32/16 мм, которые припаиваются друг другу посредством аппарата.


Один конец трубы оснащается тройником 32/32/32, к нижней части которого крепим сливной кран, а к верхней – клапан для спуска воздуха. Другой конец гребенки оснащается вводным вентилем, к которому подключается труба подачи или обрата, ищущая от нагревательного элемента.


Отводы на 16 мм на подаче оснащаются запорными вентилями, а на обратке – расходомером. Распределительный блок располагается в специальной нише, в которой вставлен коллекторный шкаф для отопления.


Правильно выполненная разводка коллекторного блока обеспечит комфортные температурные условия проживания в вашем доме.


ВИДЕО: Коллекторное отопление


Всепогодный солнечный коллектор своими руками. Как собрать и сделать солнечный коллектор своими руками. Строим вакуумный солнечный коллектор своими руками

Основной задачей солнечного коллектора является преобразование энергии, получаемой от солнца, в электричество. Принцип работы и конструкция оборудования просты, поэтому изготовить его технически несложно. Как правило, полученная энергия используется для обогрева зданий. Изготовление солнечного коллектора для отопления дома своими руками необходимо начинать с подбора всех комплектующих.

    Показать все

    Конструкция и принцип работы

    Отопление дома с помощью преобразования солнечной энергии в электрическую используется, как правило, как дополнительный источник тепла, а не основной. С другой стороны, если установить мощную конструкцию, а все бытовые приборы в доме перевести на электричество, то можно обойтись только солнечным коллектором.

    Но стоит помнить, что отопление с помощью солнечных коллекторов без дополнительных источников тепла возможно только в южных регионах.При этом панелей должно быть много. Их необходимо располагать таким образом, чтобы от них не было тени (например, от деревьев). Панели следует располагать лицевой стороной в сторону, максимально освещаемую солнцем в течение всего дня.

    Концентраторы солнечной энергии

    Хотя сегодня существует множество разновидностей таких устройств, принцип работы у всех одинаков. Любая схема забирает солнечную энергию и передает ее потребителю, представляя собой схему с последовательным расположением приборов.Компоненты, которые производят электричество, представляют собой солнечные панели или коллекторы.

    Коллектор состоит из трубок, соединенных последовательно с входом и выходом. Их также можно расположить в виде змеевика. Внутри трубок находится техническая вода или смесь воды и антифриза. Иногда они заполняются просто потоком воздуха. Циркуляция осуществляется за счет физических явлений, таких как испарение, изменение агрегатного состояния, давления и плотности.

    Поглотители выполняют функцию сбора солнечной энергии.Они имеют вид сплошной черной металлической пластины или структуру из множества пластин, соединенных между собой трубками.

    Для изготовления крышки корпуса используются материалы с высокой светопропускной способностью. Часто это либо оргстекло, либо закаленные виды обычного стекла. Иногда используются полимерные материалы, но пластиковые коллекторы использовать не рекомендуется. Это связано с его большим расширением от нагревания солнцем. В результате может произойти разгерметизация корпуса.

    Если система будет эксплуатироваться только в осенне-весенний период, то в качестве теплоносителя можно использовать воду.А вот зимой его надо заменить смесью антифриза и воды . В классических конструкциях роль теплоносителя играет воздух, который движется по каналам. Их можно сделать из обычного профлиста.

    Опыт эксплуатации солнечной батареи, сделанной самостоятельно (солнечная батарея часть 3).

    Если коллектор необходимо установить для обогрева небольшого здания, не подключенного к автономной системе отопления частного дома или централизованным сетям, то подойдет простая система с одним контуром и ТЭНом в ее начале.Схема проста, но целесообразность ее установки оспаривается, так как работать она будет только солнечным летом. Однако для его работы не требуются циркуляционные насосы и дополнительные нагреватели.

    С двумя контурами все гораздо сложнее, но количество дней, когда будет активно вырабатываться электроэнергия, увеличивается в несколько раз. В этом случае коллектор будет обрабатывать только один контур. Большая часть нагрузки ложится на одно устройство, работающее на электричестве или другом виде топлива.

    Хотя производительность прибора напрямую зависит от количества солнечных дней в году, а цена завышена, он по-прежнему пользуется большой популярностью у населения. Не менее распространено изготовление солнечных теплообменников своими руками.

    Температурная классификация

    Солнечные системы классифицируются по различным критериям. А вот в устройствах, которые можно изготовить самостоятельно, следует обращать внимание на тип теплоносителя. Такие системы можно разделить на два типа:

    • использование различных жидкостей;
    • воздушные конструкции.

    Чаще всего используются первые. Они более производительны и позволяют напрямую подключить коллектор к системе отопления. Также распространена температурная классификация. , в рамках которого может работать устройство:

    Солнечная батарея своими руками Part11

    Последний тип солнечных систем работает благодаря очень сложному принципу передачи солнечной энергии.Оборудование требует много места. Если разместить его на дачном участке, то он будет занимать преобладающую часть участка. Для производства энергии потребуется специальное оборудование, поэтому сделать такую ​​солнечную систему самостоятельно будет практически невозможно.

    Изготовление своими руками

    Процесс изготовления солнечного обогревателя своими руками довольно увлекательный, а готовая конструкция принесет много пользы владельцу. Благодаря такому устройству можно решить проблему отопления помещений, нагрева воды и другие важные хозяйственные задачи.

    Материалы для самостоятельного изготовления

    Примером может служить процесс создания отопительного прибора, который будет подавать нагретую воду в систему. Самый дешевый способ изготовления солнечного коллектора – использование в качестве основных материалов деревянных брусков и фанеры, а также плит ДСП. В качестве альтернативы можно использовать алюминиевые профили и металлические листы, но они будут стоить дороже.

    Все материалы должны быть влагостойкими, то есть соответствовать требованиям для наружных работ. Качественно изготовленный и установленный солнечный коллектор может служить от 20 до 30 лет.В связи с этим материалы должны иметь необходимые эксплуатационные характеристики для использования на протяжении всего периода. Если корпус изготовлен из дерева или ДСП, то для продления срока службы его пропитывают водно-полимерными эмульсиями и лаком.

    Обзор: Самодельная солнечная батарея (аккумулятор).

    Необходимые материалы для изготовления можно либо купить на рынке в свободном доступе, либо сделать конструкцию из подручных материалов, которые найдутся в любом хозяйстве. Поэтому главное, на что нужно обратить внимание, это цена материалов и комплектующих.

    Устройство теплоизоляции

    Для снижения теплопотерь на дно короба укладывается теплоизоляционный материал. Для него можно использовать пенопласт, минеральную вату и др. Современная промышленность предоставляет большой выбор различных утеплителей. Например, использование фольги будет хорошим вариантом. Он не только предотвратит потери тепла, но и будет отражать солнечные лучи, а значит, увеличит нагрев теплоносителя.

    В случае использования пенополистирола или полистирола для утепления можно вырезать пазы для труб и монтировать их таким образом. Как правило, поглотитель крепится к днищу корпуса и укладывается на теплоизоляционный материал.

    Радиатор коллектора

    Радиатор солнечного коллектора является абсорбирующим элементом. Представляет собой систему, состоящую из трубок, по которым движется теплоноситель, и других деталей, обычно изготовленных из медных листов.

    Лучшим материалом для трубчатой ​​части является медь.Но домашние умельцы придумали более дешевый вариант — полипропиленовые шланги , которые скручены в виде спирали. Для подключения к системе на входе и выходе используются фитинги.

    Подручные материалы и средства разрешается использовать различные, то есть практически любые, которые есть в хозяйстве. Коллектор тепла своими руками можно сделать из старого холодильника, полипропиленовых и полиэтиленовых труб, стальных панельных радиаторов и других подручных средств. Важным фактором при выборе теплообменника является теплопроводность материала, из которого он изготовлен.

    Идеальный вариант для создания самодельного водосборника – медь. Обладает самой высокой теплопроводностью. Но использование медных труб вместо полипропиленовых не означает, что прибор будет производить намного больше теплой воды. При равных условиях медные трубы будут на 15-25% эффективнее установки полипропиленовых аналогов. Поэтому использование пластика тоже целесообразно, к тому же он значительно дешевле меди.

    При использовании меди или полипропилена все соединения (резьбовые и сварные) должны быть герметизированы.Возможное расположение труб — параллельно или в виде змеевика. Верх основной конструкции с трубками закрыт стеклом. При форме в виде змеевика уменьшается количество соединений и, соответственно, возможное образование протечек, обеспечивается равномерное движение теплоносителя по трубкам.

    Для покрытия коробки можно использовать не только стекло. Для этих целей используются полупрозрачные, матовые или гофрированные материалы. Можно использовать акриловые современные аналоги или монолитные поликарбонаты.

    При изготовлении классического варианта можно использовать закаленное стекло или оргстекло, поликарбонатные материалы и др. Хорошей альтернативой будет использование полиэтилена.

    Важно учитывать, что использование аналогов (рифленых и матовых поверхностей) способствует снижению светопропускания. В заводских моделях для этого используется специальное солнцезащитное стекло. В своем составе имеет немного железа, что обеспечивает низкие потери тепла.

    Накопительный бак установки

    Для создания накопительного бака можно использовать любую емкость объемом от 20 до 40 литров.Также используется схема с несколькими баками, которые соединены между собой в одну систему. Бак желательно утеплить, иначе нагретая вода быстро остынет.

    Если посмотреть, то в этой системе нет накопления, и нагретую охлаждающую жидкость нужно использовать сразу. Таким образом, накопительный бак используется для:

    • поддержания давления в системе;
    • Замена предкамеры

    • ;
    • Распределение горячей воды.

    Конечно, солнечный коллектор, сделанный своими руками в домашних условиях, не обеспечит качество и эффективность, характерные для заводских моделей.Используя только подручные материалы, о высокой эффективности говорить не приходится. В промышленных образцах такие показатели в несколько раз выше. Однако финансовых затрат здесь будет намного меньше, так как используются подручные средства. Солнечная установка своими руками значительно повысит уровень комфорта в загородном доме, а также снизит затраты на другие энергоресурсы.

В публикации представлены результаты масштабного исследования блогера Сергея Юрко. Показаны 3 солнечных коллектора, сделанные мастером своими руками и самый эффективный из них — так называемый 3-х пленочный коллектор, он нагревает воду до 60 градусов.Есть пленка попроще 2, и она способна довести воду до 55 градусов. Самый простой и дешевый 1 пленочный, но он обеспечивает нагрев только до 35 или 40 градусов.

Стоимость одного квадратного метра этих примитивных коллекторов примерно в тысячу раз дешевле заводских аналогов, в связи с чем возникает вопрос: чем же так хороши фирменные коллекторы, что они стоят в тысячу раз дороже примитивных, которые любой желающий может сделать своими руками? своими руками за несколько часов, потратив скудные деньги.

Сравним простые коллекторы с дорогими заводскими моделями по эффективности, экономической целесообразности и другим характеристикам. И это сравнение далеко не всегда в пользу заводских устройств. Видео по теме: сделаем самые простые солнечные коллекторы и посмотрим, на что они способны. Выясним также, в каких случаях имеет смысл отказаться от дешевого солнечного тепла от этих примитивных сооружений, чтобы заплатить в сотни и тысячи раз дороже за тот же эффект от более дорогих устройств.

Личный интерес автора видео к теме основан на предположении, что заводские солнечные коллекторы — это эволюционный тупик для солнечной тепловой энергетики, так как, например, солнечные панели подешевели более чем в сто раз последние несколько десятилетий и график показывает процесс снижения цен.

Возникает мысль, что эволюция солнечных коллекторов пошла не по тому пути и поэтому есть смысл вернуться к самым простым технологиям.

Черная пленка — единственное, из чего состоит 1-пленочный примитивный коллектор, то есть на пленку наливается вода и очевидно, что на солнце эта вода будет нагреваться. Его можно купить на рынке в любом городе. Мастер купил три квадратных метра за 15 гривен. Стоимость коллектора составляет 15 евроцентов за квадратный метр.

Но есть смысл добавить еще одну — прозрачную пленку, которая будет покрывать поверхность нагретой воды. Температура нагрева резко возрастает, так как вторая пленка препятствует испарению воды.Он продается на любом тепличном базаре и из-за этого второго слоя стоимость коллектора возрастает до 35 евроцентов за квадратный метр.

Но есть и 3-х пленочный вариант и дополнительная пленка тоже прозрачная, это увеличит стоимость коллектора до 55 евроцентов за квадратный метр.

Функция 3 пленки, как стекло заводского плоского коллектора, то есть между стеклом и черным поглотителем образуется слой воздуха толщиной в несколько сантиметров, воздух является теплоизолятором.

Сколько пленок нужно для хорошего нагрева воды?

Экспериментальные замеры дали неожиданные результаты, так как оказалось, что в нашем случае результат использования третьей пленки не столь эффективен, как в случае заводского плоского коллектора — температура нагрева воды увеличивается, но лишь на несколько градусов. Более того, наши три коллектора могут иметь различный дизайн. Например, пленка 2 — прозрачная полиэтиленовая пленка, продается на базарах в виде рукава.В рукав наливается вода, а роль нижней черной пленки играет черная поверхность крыши многоэтажки.

Аналогичный этюд, но с гильзой из не прозрачной, а черной пленки. Если вторая пленка черная, вариант предпочтительнее только при наличии хорошей циркуляции воды по системе. Коллектор нагрел 100 литров воды до 66 градусов. Вы можете заметить несколько усложнений дизайна, в том числе лист пенополистирола толщиной 3 см.но опыты показали, что теплоизоляция под коллектором повысит температуру нагрева, но не радикально.

Эксперимент в августе с подогревом воды при температуре воздуха в тени 35 градусов показал, что пленочный коллектор с хорошей теплоизоляцией нагревал воду до 63 градусов и в этот же момент другой коллектор нагревал воду до 57 градусов, хотя был никакой теплоизоляции под ним и его первая пленка легла прямо на землю.

Дополнительные функции кустарного садового коллектора

Интересно также отметить, что однопленочный коллектор выполняет функцию сбора дождевой воды во время дождя, что может быть актуально для некоторых домов и участков.кроме того, 1 пленочный и 2 пленочных коллектора могут в ночное время выполнять функции градирни, то есть отбирать тепло у воды, используемой для систем охлаждения. Его можно использовать в режиме, когда в течение дня по ним циркулирует вода, которую необходимо подогреть. а ночью коллектор охлаждает воду баков. в течение дня вода из них используется для отбора тепла. заставляя его нагреваться. и поэтому на следующую ночь он должен снова охлаждаться коллекторами.

Интересно отметить, что высота воды в коллекторах может превышать несколько сантиметров.они оба являются солнечными коллекторами и баком для горячей воды. То есть они работают как всем известный черный бочонок на летнем душе.

Но очевидно, что после исчезновения солнца вода в коллекторе остывает. В этом случае может представлять интерес коллектор с тремя слоями пленки, в котором вода медленно остывает.

На картинке. Стоимость заводских тепловых коллекторов в тысячу раз дороже представленных самодельных.

Статистика измерения эффективности самодельных и заводских солнечных нагревателей

1 августа я провел эксперимент по измерению производительности двух сборщиков пленки.В солнечный день он измерил температуру воды и занес ее в таблицу.

насколько эффективен водонагреватель с пленкой

В следующей таблице интерпретация полученных результатов, в столбце указано количество тепла, которое фактически произвел коллектор.

Описано в примечании к фотографии как рассчитано на основе измерений температуры. В другом столбце количество солнечной радиации, попавшей на солнечный коллектор. и важно отметить, что она зависит от угла наклона солнца над горизонтом, точнее от синуса этого угла.

Интересно, что в этот период производство тепла коллектором превышало количество солнечного излучения. но парадокса нет, если обратить внимание на разницу температур. В это время температура воздуха была выше, чем воды в коллекторе, и поэтому он нагревался не только за счет поглощения солнечной радиации, но и за счет нагрева от более теплого воздуха. но в другое время вода была уже теплее воздуха. причем, чем больше разница температур, тем больше утечка тепла из воды в окружающий воздух.тем меньше полезного тепла, производимого коллектором. Можно сделать вывод, что как только температура воды достигнет примерно 60 градусов, она перестанет нагреваться, так как упомянутые утечки тепла будут равны поступлению солнечной энергии в коллектор.

В крайнем правом столбце таблицы записывается измеренная мощность нагрева коллектора на единицу площади, его можно сравнить со столбцом с мощностью нагрева одного квадратного метра заводского коллектора при тех же условиях.Описано, как рассчитать мощность. Один квадратный метр заводской модели имеет преимущество перед такой же площадью самодельной только при работе при высоких температурах воды. а если нужно нагреть воду температурой выше 60-70 градусов, то кустарный коллектор вообще не сможет работать. при этом 1 квадратный метр самодельного теплообменника будет давать заметно больше тепла, чем один квадратный метр заводского, когда температура воды меньше температуры окружающего воздуха.

Результаты объясняются энергетическими характеристиками 2 пленочного коллектора.

А это оценка характеристик других типов примитивных обогревателей.

Ориентировочные характеристики заводских плоских коллекторов представлены в паспорте.

В интернете можно найти такие характеристики практически для любой марки. Из таблицы видно, что фирменный теплообменник имеет преимущество по этому коэффициенту, за счет чего способен работать при высоких температурах.но с другой стороны, самодельный коллектор работает гораздо лучше заводского в случае, если вам нужно нагреть воду с температурой ниже воздуха. Например, если вам нужно нагреть 10-градусную воду из подземного колодца во время 30-градусной жары. дело в том, что правильнее называть коэффициент не тепловых потерь, а коэффициентом теплоотдачи. Так как если вода в коллекторе холоднее воздуха, то потерь тепла в коллекторе нет, а наоборот, в него поступает дополнительное тепло от более теплого воздуха.Этот коэффициент интерпретируется таким образом, что если разница температур воды и воздуха увеличивается на 1 градус, то теплообмен через каждый квадратный метр коллектора увеличивается на 20 Вт.

Данная характеристика (оптическая эффективность) показывает эффективность преобразования солнечного излучения в полезное тепло в условиях, когда температура теплоносителя в коллекторе равна температуре окружающей среды. В заметке описано, почему у простейших коллекторов этот показатель несколько лучше, чем у заводских.Но это КПД нового чистого коллектора, а примитивные очень чувствительны к загрязнениям. Текст ниже описывает, сколько грязи скапливается в них во время использования.

Грязь и пузыри в простых самодельных коллекторах

* В воду 1-пленочного коллектора извне попадает много различной грязи. В 2-х и 3-х пленочных приборах эта проблема выражается в отложениях пыли на верхней пленке, а после высыхания дождевой или росистой воды эта грязь группируется в непрозрачные пятна, что может значительно снизить эффективность коллектора.Но зато есть несколько простых способов убрать эту грязь после дождя.
* Также из воды выпадает много грязи в виде мелких хлопьев на поверхности воды или крупных хлопьев на дне. Эти осадки усиливаются при нагревании воды.
* Также скапливается «белый налет» (сверху 1-й и снизу 2-й пленки), что значительно снижает эффективность. К пленкам крепится очень прочно, т.е. не удаляется струей воды (и стирается кистью с большим трудом и не до конца).Возможно, это выпадение солей из нагретой воды, возможно, это последствия разложения полиэтиленовых пленок.
* Часть грязи в коллекторе можно отнести к продуктам разложения полиэтилена под действием УФ-излучения и высокой температуры. Обычно полиэтилен разлагается на перекись водорода, альдегиды и кетоны. В основном это газы или жидкости, хорошо растворимые в воде. те. вроде не выпадают.
* Эффективность коллектора также снижается из-за большого количества пузырьков газа (диаметром до нескольких миллиметров вверху 1-й и внизу 2-й пленки), которые выделяются при нагревании воды (При нагревании , растворимость газов в воде уменьшается).Интересно, что при расположении коллектора на земле пузыри на его 1-й пленке практически отсутствуют (но на дне 2-й они есть)
* Под 2-й пленкой могут образовываться крупные пузыри, а также воздух в складки. Эти участки быстро запотевают, а это снижает работоспособность.
* По краям коллектора 2-я пленка может не прилипать к воде: на таких участках дно запотевает и поэтому плохо пропускает солнечное излучение.
* В 3-пленочных коллекторах возможно запотевание нижней части 3-й пленки.Это происходит при неправильной установке 2-й пленки (из-за чего пар из коллектора может проникнуть под 3-ю пленку) или из-за ее повреждения. В таких случаях нужно установить 3-ю пленку так, чтобы ветер немного проветривал пространство между ней и 3-м слоем.

Загрязнение водоемов из-за разложения полиэтиленовых пленок

Такое разложение будет происходить за счет одновременного воздействия кислорода воздуха, ультрафиолетового солнечного излучения и температуры 50-60 градусов.Полиэтилен разлагается на альдегиды, кетоны, перекись водорода и др.
При нагревании в коллекторе каждого 1 куб. м воды, его полиэтиленовые пленки выпустят около 1 г продуктов разложения (На 1 кв. м коллектора приходится около 100 г 1-й и 2-й пленок, и за время их службы они выпустят, по очень грубым подсчетам, около 10 г «продуктов разложения» и нагреть около 10 м3 воды). Но непонятно, сколько из этих 1 мг/л уйдет в воду, а сколько улетит в атмосферу, выпадет в осадок на дне коллектора и грелки, перейдет в тот самый «белый налет» (о котором я говорил о в предыдущем тексте), не выйдет за пределы массы полиэтилена
Кроме того, непонятно благоприятное влияние на очистку воды за счет ее пребывания и нагрева в коллекторе (а там из него выпадает много осадка ), а также из-за его пребывания в баке горячей воды. Таким образом, по приблизительным подсчетам, в воду попадет 0,1-0,5 мг/л продуктов разложения полиэтилена, которые будут распределяться между десятками химикатов. вещества с концентрацией 0,001-0,1 мг на литр подогретой воды. Так как это недалеко от ПДК вредных веществ, консультация с СЭС будет не лишней. Например, по нормативу ГН 2.1.5.689-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»:
– Установлено ограничение 13 шт.альдегиды — ПДК от 0,003 мг/л до 1 мг/л, например, ПДК формальдегида — 0,05 мг/л, а самые жесткие требования к бензальдегиду — 0,003 мг/л
— ПДК пероксида водорода — 0,1 мг/л
— 3 шт. экзотические кетоны также имеют пределы с ПДК 0,1-1,0 мг/л

Выводы:

1) Если вода в коллекторах «застоялась», то концентрация «продуктов разложения» в ней будет во много раз и в десятки раз больше. Воду лучше вылить.
2) Пленки желательно использовать более тонкие (они дадут меньше «продуктов разложения»).
3) Пленки предпочтительно максимально стабилизированы. Например, тепличный предпочтительнее обычного (не тонированного) полиэтилена, он стабилизируется от воздействия УФ-излучения. Другой пример: полиэтилен высокой плотности из-за высокой температуры разлагается медленнее, чем полиэтилен низкой плотности.
4) Отношение площади коллекторов к потребности объекта (в горячей воде) желательно как можно меньше.То есть, например, при суточной потребности 10 куб. м горячей воды, участок 50 кв.м. коллекторы дают загрязнение (концентрацию вредных веществ) воды в десятки раз меньше, чем станция площадью 500 кв.м. коллекторов, в том числе за счет более низкой температуры нагрева воды коллекторами, что снижает скорость разложения полиэтилена.
5) Если 2-я пленка коллекторов черная (а не прозрачная), то загрязнение воды должно быть в несколько раз меньше (так как УФ-излучение проникает только в верхний слой 2-й пленки).
6) Можно подумать о таком варианте работы солнечной станции, когда коллекторы
нагревают хозяйственную воду, которая затем передает свое тепло через теплообменник на чистую воду ГВС.

Какую пленку лучше использовать для сбора солнечного тепла — черную или прозрачную?

Заметно снижена оптическая эффективность из-за пузырьков воздуха и запотевания второго слоя собирающей пленки. это связано с тем, что КПД реально работающего устройства за весь период эксплуатации будет меньше на несколько десятков процентов.Поэтому нет смысла стремиться к дорогим пленкам с большой износостойкостью, так как через несколько месяцев эксплуатации на них накопится столько грязи, что пленки захочется заменить. Из-за таких проблем с разнообразной грязью склоняемся к тому, что 2-я пленка должна быть все же непрозрачной, но черной.

Этот коллектор имеет черную пленку и не имеет резкого снижения эффективности из-за загрязнения. Но у него есть проблема — солнце нагревает только тонкий верхний слой воды.Тем не менее есть несколько вариантов решения задачи, которые будут получены после исследования.

Важно иметь в виду, что ветер увеличивает коэффициент теплоотдачи примитивных коллекторов, а в случае однопленочного это влияние ветра может быть радикальным, так как потери тепла от коллектора увеличиваются за счет испарения воды и может дойти до того, что даже в идеально солнечный день, но при сильном ветре и низкой влажности 1-пленка сможет нагреть воду лишь на несколько градусов выше температуры окружающей среды. Кроме того, коэффициент k1 необходимо увеличить на несколько десятков процентов, если под коллектором отсутствует теплоизоляция и он лежит непосредственно на земле, на поверхности крыши и т.п.

Серия 2 этого фильма сравнивает примитивные и заводские коллекторы по темам зимних работ, простоты подключения, экономической целесообразности, применения на практике.

Вторая часть (о работе зимой)

3, 4 серия (техобслуживание)

– Эксперимент с заливкой воды в рукав из полиэтиленовой пленки:

Использовать солнечную энергию для бытовых нужд всегда было мечтой.Эта идея стала особенно актуальной в последние пятьдесят лет, когда появились новые материалы, позволяющие проектировать достаточно эффективные конструкции. Появились и инструменты, которые можно использовать для изготовления сложных технологических конструкций в домашних условиях.

Идея нагрева воды с помощью солнца была реализована еще в древности. Обычные бочки, выставленные на солнце или в тени, в течение определенного времени поглощали тепловой поток из окружающей среды. Температура жидкости повышалась с увеличением интенсивности солнечного излучения.

В семидесятых и восьмидесятых годах XIX века Йозеф Стефан и Людвиг Больцман открыли закон теплового излучения. Они вывели расчетные формулы, на основе которых определяется поток тепла, поступающий от Солнца на поверхность Земли. Для объектов, расположенных на Земле, используется следующая формула:

, где σ
= 5,670367·10 -4, Вт/(м 2 К 4) — постоянная Стефана-Больцмана;

F — площадь поверхности поглощения тепла, м 2 ;

С 2 — степень черноты теплоприемной поверхности;

Т 1 — температура теплоизлучателя, для поверхности Солнца считается, что она Т 1 = 6000 К;

Т 2 — температура теплоотвода — это поверхность, нагреваемая солнечным излучением, (Т 2 = t 2 + 273), К;

где t 2 — температура теплоотвода (тела на Земле), °С;

ϕ — угол падения солнечных лучей, °.

Что такое коллектор и назначение солнечных коллекторов

Солнечный коллектор представляет собой устройство, собирающее лучистую энергию и затем передающее накопленное тепло потребителям. На практике используется другой термин – солнечный коллектор.

По назначению солнечные установки (солнечные установки) подразделяются на:

  • солнечные концентраторы — устройства, собирающие солнечную энергию в узкий поток. Они используются для плавки металла. В институте НПО «Физика-Солнце» (Ташкент) разработаны и изготовлены плавильные печи, в которых температура более 5000 … были достигнуты 5500°С;
  • солнечные батареи — устройства для преобразования солнечного излучения в электрическую энергию;
  • солнечные опреснительные установки — машины, предназначенные для получения пресной воды из воды с повышенным содержанием минеральных солей;
  • сушилки солнечные — тепловые устройства, в которых из овощей и фруктов удаляется влага с использованием солнечной энергии;
  • солнечные нагреватели (воздушные солнечные коллекторы) — установки для передачи теплового потока от инфракрасного излучения к теплоносителям.

Как работает солнечный коллектор

В дополнение к видимому свету солнечное излучение также имеет невидимый инфракрасный спектр. Именно он передает тепловую энергию. На основании исследований установлено, что в зоне умеренного климата интенсивность теплового излучения в полдень достигает более 5 кВт/м 2 . На рис. 1 представлена ​​зависимость суммарной инсоляции для 48° северной широты.

Рис. 1 Суммарная инсоляция солнечной радиации для разных периодов умеренного пояса Европы

Информация к размышлению! Тепловое излучение делится на: прямое и рассеянное.Поэтому даже в пасмурный день ощущается приток потока солнечного тепла. Из представленной иллюстрации видно, что количество поступающего тепла в летний и зимний периоды имеет существенные различия. Поэтому при проектировании устройств учитывают возможный КПД в соответствии с затратами.

Принципиальная схема солнечного коллектора представлена ​​на рис. 2. Солнечное излучение попадает в коллектор через полупрозрачную оболочку. На приемной панели, окрашенной в черный цвет, поглощается тепло.В результате черное тело нагревается. Последующий процесс теплообмена происходит конвекцией. Тепло передается от нагретой стенки потоку жидкости (газа), движущемуся по трубопроводам. Движущаяся среда нагревается.

Внимание! Для предотвращения потерь тепла кожух коллектора теплоизолирован. Поскольку полученное тепло используется внутри для нагрева потока, интенсивность отраженного излучения от принимающей излучение панели невелика.

Солнечный коллектор – это альтернативный источник тепловой энергии за счет использования солнечной энергии.Сейчас это удобное устройство уже не является новшеством, но позволить себе его установку может далеко не каждый. Если посчитать, покупка и установка коллектора, который удовлетворит бытовые потребности среднестатистической семьи, может обойтись в пять тысяч долларов США. Конечно, окупаемости такого источника придется ждать довольно долго. Но почему бы не сделать солнечный коллектор своими руками и не установить его?

Стандартное устройство представляет собой металлическую пластину, помещенную в пластиковый или стеклянный корпус. Поверхность этой плиты аккумулирует солнечную энергию, сохраняет тепло и передает его на различные бытовые нужды: отопление, нагрев воды и т. д. Существует несколько видов встроенных коллекторов.

Совокупный

Накопительные коллекторы также называют термосифонными. Такой солнечный коллектор без насоса своими руками самый выгодный. Его возможности позволяют не только нагревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне в течение некоторого времени.

Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые расположены в теплоизоляционном коробе.Емкости закрыты стеклянной крышкой, сквозь которую пробиваются солнечные лучи и нагревают воду. Этот вариант самый экономичный, простой в эксплуатации и обслуживании, но эффективность его зимой практически нулевая.

квартира

П представляет собой большую металлическую пластину-поглотитель, которая находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор, сделанный своими руками, будет эффективнее при использовании стеклянного покрытия. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает.

Внутри бокса имеется теплоизоляция, позволяющая значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому покрыта аморфным полупроводником, что значительно увеличивает скорость накопления тепловой энергии.

При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками часто предпочтение отдается плоскому встроенному устройству. Однако не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для бытовых нужд и обогрев помещений. Плоский – самый распространенный вариант.Поглотитель для солнечного коллектора своими руками предпочтительнее изготовить из меди.

жидкость

Из названия понятно, что основным теплоносителем в них является жидкость. Водяной солнечный коллектор своими руками изготавливается по следующей схеме. Через металлическую пластину, поглощающую солнечную энергию, тепло передается по присоединенным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или непосредственно к потребителю.

К пластине прикреплены две трубы.По одному из них из бака подается холодная вода, а через второй в бак поступает уже подогретая жидкость. Трубы должны иметь входные и выходные отверстия. Такая схема отопления называется закрытой.

Когда нагретая вода подается непосредственно на нужды пользователя, такая система называется разомкнутой.

Неглазурованные чаще используются для подогрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует покупки дорогостоящих материалов – подойдет резина и пластик.Остекленные имеют более высокий КПД, поэтому способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой.

Воздух

Устройства

Air более экономичны, чем вышеперечисленные аналоги, использующие воду в качестве теплоносителя. Воздух не замерзает, не протекает и не кипит, как вода. Если в такой системе происходит утечка, она не приносит столько проблем, но определить, где она произошла, достаточно сложно.

Производство своими руками не дорого для потребителя.Солнечная панель, закрытая стеклом, нагревает воздух, находящийся между ней и теплоизоляционной пластиной. Грубо говоря, это плоский коллектор с пространством для воздуха внутри. Внутрь поступает холодный воздух и под действием солнечной энергии теплый воздух подается к потребителю.

Вентилятор, который крепится к воздуховоду или непосредственно к пластине, улучшает циркуляцию и улучшает воздухообмен в устройстве. Вентилятор требует использования электроэнергии, что не очень экономично.

Такие варианты долговечны и надежны и проще в обслуживании, чем устройства, использующие жидкость в качестве теплоносителя. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для обогрева теплицы солнечным коллектором подойдет именно такой вариант.

Как это работает

Коллектор собирает энергию с помощью фотоаккумулятора или, другими словами, солнечной панели, которая передает свет на аккумулирующую металлическую пластину, где солнечная энергия преобразуется в тепло.Пластина передает тепло теплоносителю, которым может быть как жидкость, так и воздух. Вода по трубам направляется к потребителю. С помощью такого коллектора можно отапливать дом, нагревать воду для различных хозяйственных целей или бассейн.

Воздухосборники применяются в основном для обогрева помещений или нагрева воздуха внутри них. Экономия при использовании таких устройств очевидна. Во-первых, нет необходимости использовать какое-либо топливо, а во-вторых, снижается потребление электроэнергии.

Чтобы получить максимальный эффект от использования коллектора и бесплатно нагревать воду семь месяцев в году, он должен иметь большую поверхность и дополнительные теплообменники.

Инженер Станислав Станилов представил миру самую универсальную конструкцию солнечного коллектора. Основная идея использования разработанного им устройства заключается в получении тепловой энергии за счет создания внутри коллектора парникового эффекта.

Конструкция коллектора

Конструкция этого коллектора очень проста. По сути, это солнечный коллектор из стальных труб, вваренных в радиатор, который помещен в деревянную емкость, защищенную теплоизоляцией. В качестве теплоизоляционного материала может выступать минеральная вата, пенополистирол, пенополистирол.

На дно короба укладывается оцинкованный металлический лист, на который крепится радиатор. И лист, и радиатор окрашены в черный цвет, а сама коробка покрыта белой краской. Разумеется, контейнер закрыт стеклянной крышкой, которая хорошо закрывается.

Материалы и детали для изготовления

Для сборки такого самодельного солнечного коллектора для отопления дома вам понадобится:

  • стекло для крышки. Его размер будет зависеть от габаритов коробки.Для хорошей эффективности лучше подбирать стекло размером 1700 мм на 700 мм;
  • рама под стекло — ее можно сварить самостоятельно из уголков или собрать из деревянных планок;
  • картонная коробка. Здесь можно использовать любые доски, даже от демонтажа старой мебели или деревянного пола;
  • поворотный уголок;
  • муфта

  • ;
  • трубы для сборки радиатора;
  • хомуты для крепления радиатора;
  • лист оцинкованного железа

  • ;
  • впускной и выпускной патрубок радиатора;
  • бак

  • объемом 200-300 литров;
  • аквакамера;
  • Теплоизоляция

  • (пенопласт, пенополистирол, минеральная вата, эковата).

Этапы работы

Коллектор Станилова своими руками этапы изготовления:

  1. Из досок сколочен контейнер, дно которого укреплено брусками.
  2. На дно уложен теплоизолятор. Основание должно быть особенно тщательно изолировано, чтобы избежать утечки тепла из теплообменника.
  3. После этого на дно короба устраивается оцинкованная пластина и устанавливается радиатор, который сваривается из труб, и фиксируется стальными хомутами.
  4. Радиатор и лист под ним окрашены в черный цвет, а коробка белая или серебристая.
  5. Резервуар для воды должен быть установлен под коллектором в теплом помещении. Между баком для воды и коллектором необходимо устроить теплоизоляцию, чтобы трубы были теплыми. Емкость можно поместить в большую бочку, в которую можно насыпать керамзит, песок, опилки и т.п. и таким образом изолировать.
  6. Аквакамера должна быть установлена ​​над баком для создания давления в сети.
  7. Установка солнечного коллектора своими руками должна производиться с южной стороны крыши.
  8. После того, как все элементы системы готовы и установлены, нужно подключить их к сети полудюймовыми трубами, которые необходимо хорошо утеплить, чтобы уменьшить теплопотери.
  9. Было бы неплохо собрать контроллер для солнечного коллектора своими руками, так как заводские устройства используются недолго.

Расчет размера

Расчет размеров для того, чтобы сделать солнечный коллектор для отопления своими руками, в первую очередь направлен на определение нагрузки системы теплоснабжения, охват которой предполагается этим устройством. Само собой разумеется, что подразумевается использование в комплексе нескольких источников энергии, а не только солнечной энергии. При этом важно расположить систему так, чтобы она взаимодействовала с другими — тогда это даст максимальный эффект.

Чтобы определить площадь коллектора, нужно знать, для каких целей он будет использоваться: отопление, горячее водоснабжение или и то, и другое. Проанализировав данные водомера, потребности в отоплении и данные об инсоляции местности, в которой планируется установка, можно рассчитать площадь коллектора.Кроме того, необходимо учитывать потребности в горячей воде всех потребителей, которые планируется подключить к сети: стиральная машина, посудомоечная машина и т. д.

Селективное покрытие выполняет едва ли не самую основную функцию в работе коллектора. Пластина с покрытием или радиатор притягивает во много раз больше солнечной энергии, превращая ее в тепло. Можно приобрести специальный химикат в качестве селективного покрытия, а можно просто покрасить бак-аккумулятор в черный цвет.

Для изготовления селективного покрытия солнечных коллекторов своими руками можно применить:

  • специальные готовые химикаты;
  • оксидов различных металлов;
  • тонкий теплоизоляционный материал

  • ;
  • черный хром;
  • селективная краска для коллектора;
  • черная краска или пленка.

Сборщики из подручных материалов

Дешевле и интереснее собрать солнечный коллектор для отопления дома своими руками, ведь сделать его можно из различных подручных материалов.

Из металлических труб

Этот вариант сборки аналогичен станиловскому коллектору. При сборке солнечного коллектора из медных труб своими руками из труб варится радиатор и помещается в деревянный короб, изнутри проложенный теплоизоляцией.

Медные трубы

будут самыми эффективными, можно использовать и алюминиевые трубы, но их сложно варить, а вот стальные трубы самый удачный вариант.

Такой самодельный коллектор не должен быть слишком большим, чтобы его было легко собирать и монтировать. Диаметр патрубков для солнечных коллекторов для приваривания радиатора должен быть меньше патрубков для входа и выхода теплоносителя.

Из пластиковых и металлопластиковых труб

Как сделать солнечный коллектор своими руками, имея в домашнем арсенале пластиковые трубы? Они менее эффективны как аккумулятор тепла, но во много раз дешевле меди и не подвержены коррозии, как сталь.

Трубы уложены в короб по спирали и закреплены хомутами.Их можно покрыть черной или селективной краской для большей эффективности.

Можно поэкспериментировать с укладкой труб. Так как трубы плохо гнутся, их можно укладывать не только по спирали, но и зигзагом. Среди преимуществ пластиковые трубы легко и быстро паяются.

Из шланга

Чтобы сделать солнечный коллектор для душа своими руками, вам понадобится резиновый шланг. Вода в нем очень быстро нагревается, поэтому его можно использовать и как теплообменник.Это самый экономичный вариант при изготовлении коллектора своими руками. Шланг или полиэтиленовая труба помещаются в коробку и крепятся хомутами.

Так как шланг закручен по спирали, естественной циркуляции воды в нем не будет. Чтобы использовать в этой системе накопительный бак для воды, необходимо оборудовать его циркуляционным насосом. Если это дача и уходит немного горячей воды, то может хватить того количества, которое потечет в трубу.

Из банок

Теплоносителем солнечного коллектора из алюминиевых банок является воздух.Банки соединяются между собой, образуя трубу. Чтобы сделать солнечный коллектор из пивных банок, нужно у каждой банки отрезать дно и верх, состыковать их между собой и проклеить герметиком. Готовые трубы помещаются в деревянный ящик и закрываются стеклом.

В основном воздушный солнечный коллектор из пивных банок используют для устранения сырости в подвале или для обогрева теплицы. В качестве аккумулятора тепла можно использовать не только пивные банки, но и пластиковые бутылки.

Из холодильника

Солнечные панели для горячей воды своими руками можно построить из негодного холодильника или старого автомобильного радиатора. Вынутый из холодильника конденсатор необходимо тщательно промыть. Горячую воду, полученную таким образом, лучше всего использовать только для технических целей.

На дно коробки расстилается фольга и резиновый коврик, затем на них укладывается и закрепляется конденсатор. Для этого можно использовать ремни, хомуты или крепление, которым он крепился в холодильнике. Для создания давления в системе не помешает установить над баком насос или аквакамеру.

Видео

Как сделать солнечный коллектор своими руками вы узнаете из следующего видео.

Солнечное отопление дома своими руками. Солнечный коллектор для отопления дома. Как сделать солнечный коллектор для отопления дома.

Традиционные источники энергии сегодня, пожалуй, никто не может назвать дешевыми. Поэтому люди постоянно находятся в поиске более экономичных энергоносителей, которые могли бы заменить существующие. Одним из таких источников является энергия Солнца. Люди с давних пор используют его в разных направлениях и для разных целей. И если раньше для этого использовались очень примитивные приспособления, то сегодня для преобразования солнечной энергии в тепловую создаются специальные солнечные коллекторы.Эти устройства имеют не очень сложную конструкцию. Поэтому их можно сделать даже своими руками. Прежде чем рассматривать создание солнечного коллектора для отопления дома своими силами, рассмотрим виды этих устройств.

 

Типы коллекторов для солнечного отопления дома

Вакуум. Между корпусом нагревателя и корпусом прибора имеется вакуум. Благодаря чему снижаются потери тепла. Вакуум создается в специальных стеклянных трубках.Тепловая энергия поступает от черной трубки, которая находится внутри конструкции. С помощью этого коллектора можно получить такой объем тепловой энергии, которого достаточно для нагрева воды до 300 градусов.

Недостаток: нельзя самостоятельно чистить Иней и снег зимой.

Квартира. Этот коллектор выглядит как наружная прозрачная панель, внутри которой размещены основные трубки. Задняя стенка оснащена теплоизолятором.

Преимущества:

  1. Теплопотери этого агрегата больше, чем у вакуумного коллектора.Но при этом оснащен более простой конструкцией.
  2. Зимой можно самостоятельно очистить от сугробов.
  3. Позволяет нагревать воду до 200 градусов.

Недостатки:

  1. При сильном ветре на крепление ложится слишком длинный груз.

Устройство в плохом состоянии.

Воздух. Теплоносителем в данной установке является воздух.

Преимущества:

  1. Легко изготавливается своими руками.

Недостатки:

  1. Низкая эффективность.
  2. Нельзя использовать для нагрева воды.

Трубчатый. Этот блок представляет собой четыре черные трубки, которые заполнены основной охлаждающей жидкостью. За счет разницы температур аппарата и нижней зоны накопителя происходит циркуляция. Подобный блок имеет большую плоскость поверхности, поглощающую свет, чем плоский коллектор.

Мобильные системы солнечного отопления . Это растения, которые переворачивают движение Солнца.Есть разные конструкции. Например, есть полностью раскладывающиеся блоки или те, которые двигают только основной нагревательный элемент и зеркало.

Принцип работы системы солнечного отопления

Принцип обогрева солнечными коллекторами основан на простейших законах физики. Одна из них гласит, что жидкость с большей плотностью естественным путем вытесняет менее плотную. Именно такой принцип взаимодействия заложен в работе систем отопления с естественной циркуляцией основного теплоносителя.

Техника нагрева следующая:

  1. Солнечные лучи нагревают трубку теплоносителя.
  2. Тепло накапливается в тепловой батарее.
  3. От солнечных лучей поглощается довольно большой процент тепла.

Основы отопления солнечными батареями и коллекторами:

  1. Отопление с естественной циркуляцией теплоносителя отличается от обычного солнечного коллектора жидкостным способом нагрева. В последнем вода нагревается на солнце. Из этого можно понять, как должна выглядеть наиболее оптимальная конструкция водонагревателя на солнечной энергии.Это вертикальный змеевик, в котором вода при нагревании поднимается вверх. Далее он в верхней точке входит в емкость, из которой будет браться жидкость.
  2. Для достижения полноценной работы солнечного коллектора необходимо обеспечить процесс естественной циркуляции жидкости. Если вода остыла или не нагрелась до нужной температуры, она должна поступать из накопительного бака прямо в коллектор, чтобы пройти следующий цикл нагрева. После этого она возвращается в накопительный бак или емкость, которая также должна иметь хорошую теплоизоляцию.
  3. Для обеспечения жизнедеятельной циркуляции жидкости без использования таких вспомогательных устройств, как нанос, обычно на самом высоком месте устанавливается солнечный коллектор. Например, на крыше. Резервуар для скопления жидкости располагают чуть ниже, например, на чердаке.
  4. Солнечный коллектор, установленный на крыше, способен не только обеспечить дом горячей водой, но и служить системой отопления. То есть такие устройства можно использовать даже зимой. Правда, коллекторы, способные служить отоплением дома, изготовить достаточно сложно.Самодельные агрегаты часто подходят только для нагрева воды.

Способы самостоятельного обустройства солнечного коллектора

Первый вариант

Потребуется:

  • Оцинкованная упаковка для воды. Его объем должен быть 100-200 литров.

Технология:

Смола для эффективного отопления должна быть размещена на крыше. Если его поставить с южной стороны крыши, покрытой специальным блестящим металлическим листом, то 100 литров воды можно нагреть до 60 градусов.Благодаря малому объему площади теплообмена с воздухом КПД такой конструкции будет достаточно высоким. Такой простейший солнечный коллектор желательно размещать в районах, где уровень экологии достаточно высок. Только зимой из-за больших теплопотерь от этого агрегата толку мало.

Второй вариант

Потребуется:

  1. Пара плоских стальных радиаторов.
  2. Стальные ящики.
  3. Детская площадка на крыше дома для размещения агрегата.
  4. Стекло.
  5. Металлопластиковые трубы и фитинги.

Технология:

  1. Разместите радиаторы в стальных ящиках на крыше дома и накройте их стеклом. Они нужны для сокращения времени нагрева воды.
  2. При их установке нужно следить за тем, чтобы верх располагался ниже бака-привода. За счет этого нагретая жидкость естественным образом будет поступать в полый бак.
  3. Водопроводные трубы должны укладываться с уклоном вниз. Это необходимо для того, чтобы кровообращение было естественным.Пластиковая бочка с водой объемом 160 литров вынесена на чердак. С радиатором и водопроводом он соединяется при помощи металлопластиковых трубок и фитингов.
  4. Трубка с теплой водой должна быть подключена к баку чуть выше ее середины. Благодаря этому горячая вода будет находиться сверху бака. Внизу радиатора желательно сделать дренажные краны. Они помогут слить воду в холодное время.

Третий вариант

Этот способ можно использовать даже для обогрева большого помещения.Ведь его эффективность составляет около 45-55%.

Потребуется:

  1. Деревянный каркас с дном из фанерного листа.
  2. Высококачественный теплоизоляционный материал.
  3. Черная металлическая сетка.
  4. Дефлектор.
  5. Пара вентиляторов.
  6. Прозрачный лист поликарбоната.

Технология:

  1. Сначала нужно просверлить пару круглых отверстий в нижней части рамы. Они нужны, чтобы сделать забор из воздуха.
  2. Для снятия с устройства горячего воздуха вверху следует сделать два отверстия, которые имеют прямоугольную форму.
  3. На дно необходимо положить теплоизоляционный материал. Аккумуляторным теплом в данном случае будет черная металлическая сетка.
  4. Пара вентиляторов врезана в ранее круглые отверстия.
  5. Опорные планки дефлектора должны быть вмонтированы в конструкцию. После этого нужно прикрепить сам дефлектор, благодаря которому будет формироваться поток воздуха.
  6. Ко всему устройству также нужно прикрепить прозрачный лист поликарбоната.Затем объедините его со стеной здания.

Четвертый вариант

Можно даже собрать вакуумный коллектор. Только для этой работы нужно быть очень внимательным и приложить немало усилий. В первую очередь нужно определиться с будущим местом установки. При монтаже охлаждающая жидкость должна двигаться сверху вниз. Готовый агрегат лучше ориентировать на юг. При этом в обе стороны должно присутствовать около 25 градусов. При работе на устройство не должны падать тени.При этом даже после установки коллектор не должен перегреваться. В один ряд обычно устанавливают не более трех агрегатов. Если вам нужно разместить в номере больше коллекторов, следует заранее встроить компенсатор. Такой монтаж далеко не каждый может сделать своими руками. Ведь его изготовление требует как практических навыков, так и слесарно-собирательских навыков. Кроме того, требуется много терпения. В любом случае заложенные в него силы полностью оправдываются его полезностью.Таким образом, солнечные лучи могут принести много практической пользы.

Самодельный солнечный коллектор из медных трубок. Делаем простой солнечный коллектор своими руками, пошаговая инструкция. Изготовление солнечных коллекторов своими руками

В публикации представлены результаты объемного исследования блогера Сергея Юрко. Показаны 3 солнечных коллектора, сделанные мастером своими руками и самый эффективный из них — так называемый 3-х пленочный коллектор, он нагревает воду до 60 градусов.Есть пленка попроще 2, и она способна довести воду до 55 градусов. Самый простой и дешевый 1 пленочный, но обеспечивает нагрев только до 35 или 40 градусов.

Стоимость одного квадратного метра этих примитивных коллекторов примерно в тысячу раз дешевле заводских аналогов, в связи с чем возникает вопрос: чем же так хороши фирменные коллекторы, что они стоят в тысячу раз дороже примитивных, которые может изготовить любой человек своими руками за несколько часов, потратив мизерные деньги.

Сравним простые коллекторы с дорогими заводскими моделями по эффективности, экономической целесообразности и другим характеристикам. И это сравнение не всегда в пользу заводских устройств. Видео по теме: сделаем самые простые солнечные коллекторы и посмотрим, на что они способны. Также узнаем, в каких случаях имеет смысл отказаться от дешевого солнечного тепла от этих примитивных сооружений, чтобы заплатить в сотни и тысячи раз больше и получить тот же эффект от более дорогих устройств.

Личный интерес автора видео к теме основан на предположении, что заводские солнечные коллекторы — это эволюционный тупик для солнечной тепловой энергетики, так как, например, солнечные панели подешевели более чем в сто раз последние несколько десятилетий и график показывает процесс снижения цен.

Возникает мысль, что эволюция солнечных коллекторов пошла не по тому пути и поэтому имеет смысл вернуться к самым простым технологиям.

Черная пленка — единственная, из которой состоит 1-пленочный примитивный коллектор, то есть на пленку наливается вода и очевидно, что во время солнца эта вода будет нагреваться. Купить его можно на базаре в любом городе. Мастер купил три квадратных метра за 15 гривен. Стоимость коллектора составляет 15 евроцентов за квадратный метр.

Но имеет смысл добавить еще одну — прозрачную пленку, которая будет покрывать поверхность нагретой воды. Температура нагрева резко возрастает, так как вторая пленка останавливает испарение воды.Он продается на любом тепличном базаре и из-за этого второго слоя стоимость коллектора возрастает до 35 евроцентов за квадратный метр.

Но есть и 3-х пленочный вариант и дополнительная пленка тоже прозрачная, это увеличит стоимость коллектора до 55 евроцентов за квадратный метр.

Функция 3-х пленок, как у стекла заводского плоского коллектора, то есть между стеклом и черным поглотителем образуется слой воздуха толщиной в несколько сантиметров, воздух является теплоизолятором.

Сколько пленок нужно, чтобы хорошо нагреть воду?

Экспериментальные замеры дали неожиданные результаты, так как оказалось, что в нашем случае результат использования третьей пленки не столь эффективен, как в случае заводского плоского коллектора — температура нагрева воды увеличивается, но лишь на несколько градусов. Более того, наши три коллектора могут иметь различный дизайн. Например, пленка 2 — прозрачная полиэтиленовая пленка, продаваемая на базарах в виде рукава. В рукав наливается вода, а роль нижней черной пленки играет черная поверхность крыши многоэтажки.

Аналогичный этюд, но с гильзой из не прозрачной, а черной пленки. Если вторая пленка черная, вариант предпочтительнее только при наличии хорошей циркуляции воды по системе. Коллектор нагрел 100 литров воды до 66 градусов. Можно увидеть несколько усложнений конструкции, в том числе лист пенополистирола толщиной 3 сантиметра. но эксперименты показали, что теплоизоляция под коллектором повысит температуру нагрева, но не кардинально.

Эксперимент в августе с подогревом воды при температуре воздуха в тени 35 градусов показал, что пленочный коллектор с хорошей теплоизоляцией нагревал воду до 63 градусов и в этот же момент другой коллектор нагревал воду до 57 градусов, хотя есть под ним нет теплоизоляции и его первая пленка лежит прямо на земле.

Дополнительные функции кустарного садового коллектора

Интересно также отметить, что однопленочный коллектор выполняет функцию сбора дождевой воды во время дождя, что может быть актуально для некоторых домов и участков.кроме того, 1-пленочные и 2-пленочные коллекторы могут функционировать в ночное время как градирня, то есть извлекать тепло из воды, используемой для систем охлаждения. Может использоваться в режиме, когда по ним в течение дня циркулирует вода, которую необходимо подогреть. а ночью коллектор охлаждает воду в баках. в течение дня вода из них используется для извлечения тепла. в результате чего он нагревается. и поэтому на следующую ночь его нужно снова охлаждать коллекторами.

Интересно отметить, что высота воды в коллекторах может превышать несколько сантиметров.они одновременно являются солнечным коллектором и резервуаром для горячей воды. То есть они работают как всем известный черный бочонок на летнем душе.

Но очевидно, что после исчезновения солнца вода в коллекторе остывает. Для этого случая может быть интересен коллектор с тремя слоями пленки, в котором вода медленно охлаждается.

На картинке. Стоимость заводских теплосборников в тысячу раз дороже представленных самодельных.

Статистика измерений эффективности самодельных и заводских солнечных нагревателей

1 августа я провел эксперимент по измерению производительности 2 сборщиков пленки.В солнечный день я измерил температуру воды и занес ее в таблицу.

насколько эффективен водонагреватель с пленкой

В следующей таблице интерпретация полученных результатов, в столбце указано количество тепла, которое фактически произвел коллектор.

Описано в примечании к фотографии как рассчитано на основе измерений температуры. В другом столбце количество солнечной радиации, попавшей на солнечный коллектор. и важно отметить, что она зависит от угла наклона солнца над горизонтом, точнее от синуса этого угла.

Интересно, что в этот период тепловыделение от коллектора превышало количество солнечной радиации. но парадокса нет, если обратить внимание на разницу температур. В это время температура воздуха была выше, чем воды в коллекторе, и поэтому он нагревался не только за счет поглощения солнечной радиации, но и за счет нагрева от более теплого воздуха. но в другое время вода была уже теплее воздуха. Причем, чем больше разница температур, тем больше тепловая утечка из воды в окружающий воздух.тем меньше полезного тепла производит коллектор. Можно сделать вывод, что как только температура воды достигнет примерно 60 градусов, она перестанет нагреваться, так как упомянутые утечки тепла будут равны поступлению солнечной энергии в коллектор.

В крайнем правом столбце таблицы записывается измеренная мощность нагрева коллектора на единицу площади; его можно сравнить с колонкой по мощности нагрева одного квадратного метра заводского коллектора при тех же условиях.Описано, как рассчитываются мощности. Один квадратный метр заводской модели имеет преимущество перед такой же площадью самодельной только при работе при высоких температурах воды. а если нужно нагреть воду температурой выше 60-70 градусов, то кустарный коллектор вообще не сможет работать. при этом 1 квадратный метр самодельного теплообменника будет давать заметно больше тепла, чем один квадратный метр заводского при температуре воды ниже температуры окружающей среды.

Результаты объясняются энергетическими характеристиками 2 пленочного коллектора.

А это оценка характеристик других типов примитивных обогревателей.

Ориентировочные характеристики заводских плоских коллекторов представлены в паспорте.

В интернете можно найти такие характеристики практически для любой марки. Из таблицы видно, что фирменный теплообменник имеет преимущество по этому коэффициенту, за счет чего способен работать при высоких температурах.но с другой стороны, самодельный коллектор работает намного лучше заводского в случае, если вам нужно нагреть воду с температурой ниже воздушной. Например, если вам нужно нагреть воду подземного колодца на 10°С при нагреве на 30°С. дело в том, что правильнее называть коэффициент не тепловых потерь, а коэффициентом теплоотдачи. Так как если вода в коллекторе холоднее воздуха, то потерь тепла в коллекторе нет, а наоборот, в него поступает дополнительное тепло от более теплого воздуха.Этот коэффициент интерпретируется так, что если разница температур воды и воздуха увеличивается на 1 градус, то теплообмен через каждый квадратный метр коллектора увеличивается на 20 Вт.

Данная характеристика (оптическая эффективность) показывает эффективность преобразования солнечного излучения в полезное тепло в условиях, когда температура теплоносителя в коллекторе равна температуре окружающей среды. В заметке описано, почему у простейших коллекторов этот показатель несколько лучше, чем у заводских.Но об этом говорит эффективность нового чистого коллектора, а примитивы очень чувствительны к загрязнениям. В тексте ниже описано, сколько в них скапливается грязи в процессе эксплуатации.

Грязь и пузыри в простых самодельных коллекторах

* В воду 1-пленочного коллектора извне попадает много разного рода грязи. В 2-х и 3-х пленочных приборах эта проблема выражается в отложении пыли на верхней пленке, а после высыхания дождевой или росистой воды эта грязь группируется в непрозрачные пятна, что может сильно снизить эффективность коллектора.С другой стороны, есть несколько простых способов убрать эту грязь после дождя.
* Из воды также выпадает много грязи в виде мелких хлопьев на поверхности воды или крупных хлопьев на дне. Эти осадки усугубляются нагревом воды.
* Также скапливается «белый налет» (сверху 1-й и снизу 2-й пленки), что значительно снижает эффективность. Он очень прочно держится на пленках, т.е. не удаляется струей воды (а щеткой вытирается с большим трудом и не до конца).Возможно, это выпадение солей из нагретой воды, возможно, это последствия разложения полиэтиленовых пленок.
* Часть грязи в коллекторе может быть отнесена к продуктам разложения полиэтилена под действием УФ-излучения и высокой температуры. Полиэтилен обычно разлагается на перекись водорода, альдегиды и кетоны. В основном это газы или жидкости, хорошо растворимые в воде. те. в осадок они вроде не должны выпадать.
* Эффективность коллектора также снижается из-за большого количества пузырьков газа (диаметром до нескольких миллиметров вверху 1-й и внизу 2-й пленки), которые выделяются при нагревании воды (При нагревании , растворимость газов в воде уменьшается). Интересно, что при расположении коллектора на земле, на его 1-й пленке практически отсутствуют пузыри (а на дне 2-й они есть)
* Под 2-й пленкой могут образовываться крупные пузыри и воздух в складках.Эти участки быстро запотевают, что снижает эффективность.
* По краям коллектора 2-я пленка может не прилипать к воде: на таких участках дно запотевает и поэтому плохо пропускает солнечное излучение.
* В 3-листовых коллекторах возможно запотевание нижней части 3-го листа. Это происходит при неправильной установке 2-й пленки (из-за чего пар из коллектора может проникнуть под 3-ю пленку) или из-за ее повреждения. В таких случаях необходимо установить 3-ю пленку так, чтобы ветер немного проветривал пространство между ней и 3-м слоем.

Загрязнение коллекторной воды из-за разложения полиэтиленовых пленок

Такое разложение будет происходить из-за одновременного воздействия кислорода воздуха, ультрафиолетового солнечного излучения и температуры 50-60 градусов. Полиэтилен разлагается на альдегиды, кетоны, перекись водорода и др.
При нагревании в коллекторе каждого 1 куб. м воды, его полиэтиленовые пленки будут выделять около 1 г продуктов разложения (На 1 кв. м коллектора приходится около 100 г 1-й и 2-й пленок, и за время их службы они выпустят, по очень грубым подсчетам, около 10 г «продуктов разложения» и нагревают около 10 м3 воды).Но непонятно, сколько из этих 1 мг/л уйдет в воду, а сколько улетит в атмосферу, выпадет в осадок на дне коллектора и грелки, перейдет в тот самый «белый налет» (который я говорил в предыдущем тексте), дальше массы полиэтилена
не выйдет К тому же не понятно благотворное влияние на очистку воды за счет ее пребывания и нагрева в коллекторе (а там много осадка от него), а также из-за нахождения в баке с горячей водой. Таким образом, по приблизительным подсчетам, в воду попадет 0,1-0,5 мг/л продуктов разложения полиэтилена, которые будут распределяться между десятками химикатов. вещества с концентрацией 0,001-0,1 мг на литр подогретой воды. Так как недалеко от ПДК вредных веществ консультация с СЭС не будет лишней. Например, по нормативу ГН 2.1.5.689-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»:
— Предел 13 шт.альдегиды — ПДК от 0,003 мг/л до 1 мг/л, например, ПДК формальдегида — 0,05 мг/л, а самые жесткие требования к бензальдегиду — 0,003 мг/л
— ПДК пероксида водорода — 0,1 мг/л
— 3 шт. экзотические кетоны также ограничены ПДК 0,1-1,0 мг/л

Выводы:

1) Если вода в коллекторах «застоялась», то концентрация «продуктов разложения» в ней будет выше в разы и десятки раз.Такую воду лучше выбросить.
2) Желательно использовать более тонкие пленки (они дадут меньше «продуктов разложения»).
3) Пленки желательны максимально стабилизированные. Например, для теплицы предпочтительнее обычный (не тонированный) полиэтилен, он стабилизирован от воздействия УФ-излучения. Другой пример: HDPE разлагается медленнее из-за высокой температуры, чем полиэтилен низкой плотности.
4) Отношение площади коллектора к потребности объекта (в горячей воде) желательно как можно меньше.То есть, например, при суточной потребности 10 куб. м горячей воды, участок 50 кв.м. коллекторы дают загрязнение (концентрацию вредных веществ) воды в десятки раз меньше, чем станция площадью 500 кв.м. коллекторов, в том числе за счет более низкой температуры нагрева воды коллекторами, что снижает скорость разложения полиэтилена.
5) Если 2-я коллекторная пленка черная (а не прозрачная), то загрязнение воды должно быть в несколько раз меньше (так как УФ-излучение проникает только в верхний слой 2-й пленки).
6) Можно подумать о таком варианте для солнечной станции, когда коллекторы
нагревают технологическую воду, которая затем передает свое тепло через теплообменник на чистую воду ГВС.

Какую пленку лучше использовать для сбора солнечного тепла — черную или прозрачную?

Оптическая эффективность заметно снижается из-за пузырьков воздуха и запотевания второго слоя собирающей пленки. это означает, что КПД реально эксплуатируемого устройства за весь срок службы будет меньше на несколько десятков процентов.Поэтому нет смысла стремиться к дорогим пленкам с большой износостойкостью, так как через несколько месяцев эксплуатации на них скопится столько грязи, что пленки захочется заменить. Из-за таких проблем с различными загрязнениями мы склоняемся к тому, что 2 пленка должна быть все-таки непрозрачной, причем черной.

Этот коллектор имеет черную пленку и не имеет резкого снижения эффективности из-за загрязнения. Но у него есть проблема — солнце нагревает только тонкий верхний слой воды. Тем не менее есть несколько вариантов решения задачи, которые будут получены после исследования.

Важно иметь в виду, что ветер увеличивает коэффициент теплоотдачи примитивных коллекторов, а в случае однопленочного коллектора это влияние ветра может быть радикальным, так как потери тепла от коллектора увеличиваются за счет испарения воды и может дойти до того, что даже в идеальный солнечный день, но при сильном ветре и низкой влажности 1-пленка сможет нагреть воду лишь на несколько градусов выше температуры окружающей среды. Кроме того, коэффициент k1 необходимо увеличить на несколько десятков процентов, если под коллектором отсутствует теплоизоляция и он лежит непосредственно на земле, на поверхности крыши и т.п.

Во 2 серии этого фильма примитивные и заводские коллекторы сравниваются по условиям работы зимой, простоте подключения, экономической целесообразности, областям применения на практике.

Часть вторая (о работе зимой)

3, 4 серия (техобслуживание)

— Эксперимент с наливанием воды в пластиковый рукав:

Солнечный коллектор является альтернативным источником тепловой энергии за счет использования солнечной энергии. Сейчас это удобное устройство уже не является новшеством, но позволить себе его установку может далеко не каждый.Если посчитать, покупка и установка коллектора, который удовлетворит бытовые потребности среднестатистической семьи, может обойтись в пять тысяч долларов США. Конечно, окупаемости такого источника придется ждать долго. Но почему бы не сделать солнечный коллектор своими руками и не установить его?

Стандартное устройство представляет собой металлическую пластину, помещенную в пластиковый или стеклянный корпус. Поверхность этой плиты аккумулирует солнечную энергию, сохраняет тепло и передает его на различные бытовые нужды: отопление, нагрев воды и т.д.Существует несколько типов интегрированных коллекторов.

Совокупный

Накопительные коллекторы также называются термосифонными коллекторами. Такой солнечный коллектор своими руками без насоса самый выгодный. Его возможности позволяют не только нагревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне в течение некоторого времени.

Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые расположены в теплоизоляционном коробе.Емкости закрыты стеклянной крышкой, сквозь которую пробиваются солнечные лучи и нагревают воду. Этот вариант самый экономичный, простой в эксплуатации и обслуживании, но эффективность его зимой практически нулевая.

Квартира

П представляет собой большую металлическую пластину-поглотитель, которая находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор своими руками будет эффективнее при использовании стеклянной крышки. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает.

Внутри коробки имеется теплоизоляция, позволяющая значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому покрыта аморфным полупроводником, что значительно увеличивает скорость накопления тепловой энергии.

При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками зачастую предпочтение отдается именно плоскому интегрированному устройству. Впрочем, он не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для хозяйственных нужд и обогрев помещения.Плоский – самый распространенный вариант. Поглотитель для солнечного коллектора предпочтительнее делать из меди.

Жидкость

Из названия понятно, что именно жидкость выступает в них основным теплоносителем. Солнечный водосборник своими руками изготавливается по следующей схеме. Через металлическую пластину, поглощающую солнечную энергию, тепло передается по присоединенным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или непосредственно к потребителю.

К пластине подходят две трубы. По одному из них из бака подается холодная вода, а по второму в бак поступает уже нагретая жидкость. Трубы должны иметь входные и выходные отверстия. Такой отопительный контур называется закрытым.

Когда нагретая вода подается непосредственно на нужды потребителя, такая система называется разомкнутой.

Неглазурованные чаще используются для нагрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует покупки дорогостоящих материалов – подойдет резина и пластик.Остекленные имеют более высокий КПД, поэтому способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой.

Воздух

Воздушные устройства экономичнее вышеперечисленных аналогов, использующих в качестве теплоносителя воду. Воздух не замерзает, не протекает и не кипит, как вода. Если в такой системе происходит утечка, то она не вызывает столько проблем, однако определить, где она произошла, достаточно сложно.

Самостоятельное производство не дорого для потребителя. Солнечная панель, покрытая стеклом, нагревает воздух между ней и теплоизоляционной плитой.Грубо говоря, это плоский коллектор с пространством для воздуха внутри. Внутрь поступает холодный воздух, а теплый воздух подается потребителю под воздействием солнечной энергии.

Вентилятор, устанавливаемый в воздуховод или непосредственно на пластину, улучшает циркуляцию и улучшает воздухообмен в устройстве. Вентилятор требует использования электроэнергии, что не очень экономично.

Такие варианты долговечны и надежны и проще в обслуживании, чем устройства, использующие в качестве теплоносителя жидкость. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для обогрева теплицы солнечным коллектором подойдет именно такой вариант.

Как это работает

Коллектор собирает энергию с помощью светоаккумулятора или, другими словами, солнечной приемной панели, которая передает свет на металлическую пластину-аккумулятор, где солнечная энергия преобразуется в тепловую. Пластина передает тепло теплоносителю, которым может быть как жидкость, так и воздух. Вода по трубам направляется к потребителю. С помощью такого коллектора можно отапливать дом, нагревать воду для различных хозяйственных целей или бассейн.

Воздухосборники в основном используются для обогрева помещения или нагревания воздуха внутри него. Экономия при использовании таких устройств очевидна. Во-первых, нет необходимости использовать какое-либо топливо, а во-вторых, снижается потребление электроэнергии.

Чтобы получить максимальный эффект от использования коллектора и бесплатно нагревать воду семь месяцев в году, он должен иметь большую поверхность и дополнительные теплообменники.

Инженер Станислав Станилов представил миру самую универсальную конструкцию солнечного коллектора.Основная идея использования разработанного им устройства заключается в получении тепловой энергии за счет создания внутри коллектора парникового эффекта.

Конструкция коллектора

Конструкция этого коллектора очень проста. По сути, это солнечный коллектор из стальных труб, вваренных в радиатор, который помещен в деревянную емкость, защищенную теплоизоляцией. В качестве теплоизоляционного материала можно использовать минеральную вату, пенополистирол, пенопласт.

На дно короба укладывается оцинкованный металлический лист, на который крепится радиатор.И лист, и радиатор окрашены в черный цвет, а сама коробка покрыта белой краской. Разумеется, емкость накрыта стеклянной крышкой, которая хорошо герметична.

Материалы и детали для изготовления

Для сборки такого самодельного солнечного коллектора для отопления дома вам понадобится:

  • стекло, которое будет служить крышкой. Его размер будет зависеть от габаритов коробки. Для хорошей эффективности лучше подбирать стекло размером 1700 мм на 700 мм;
  • рамка под стекло — можно сварить самому из уголков или собрать из деревянных планок;
  • Плата

  • для коробки.Здесь можно использовать любые доски, даже от демонтажа старой мебели или дощатый пол;
  • поворотный уголок;
  • муфта

  • ;
  • патрубки для сборки радиатора;
  • хомуты радиатора;
  • лист оцинкованного железа

  • ;
  • подводящий и отводящий патрубки радиатора;
  • бак объемом 200-300 литров;
  • аквакамера;
  • Теплоизоляция

  • (листы пенополистирола, пенополистирола, минеральной ваты, эковаты).

Этапы работы

Этапы изготовления станиловского коллектора своими руками:

  1. Из досок сколачен контейнер, дно которого укреплено брусами.
  2. На дно уложен теплоизолятор. Основание должно быть особенно тщательно изолировано, чтобы избежать утечки тепла из теплообменника.
  3. После этого на дно короба устраивается оцинкованная пластина и устанавливается радиатор, который сваривается из труб, и фиксируется стальными хомутами.
  4. Радиатор и лист под ним окрашены в черный цвет, а короб окрашен в белый или серебристый цвет.
  5. Резервуар для воды должен быть установлен под коллектором в теплом помещении.Между баком для воды и коллектором необходимо устроить теплоизоляцию, чтобы трубы оставались теплыми. Емкость можно поместить в большую бочку, в которую можно насыпать керамзит, песок, опилки и т.п. и таким образом изолировать.
  6. Над баком необходимо установить аквакамеру, чтобы создать давление в сети.
  7. Установка солнечного коллектора своими руками должна производиться с южной стороны крыши.
  8. После того, как все элементы системы готовы и установлены, нужно соединить их в сеть полудюймовыми трубами, которые необходимо хорошо утеплить, чтобы уменьшить потери тепла.
  9. Было бы неплохо собрать контроллер для солнечного коллектора своими руками, так как заводские устройства в эксплуатации недолго.

Расчет размеров

Расчет размеров для того, чтобы сделать солнечный коллектор для отопления своими руками, в первую очередь, направлен на определение нагрузки системы теплоснабжения, охват которой предполагается данным устройством. Само собой разумеется, что это подразумевает использование в комплексе нескольких источников энергии, а не только энергии солнца.В этом вопросе важно расположить систему так, чтобы она взаимодействовала с другими — тогда это даст максимальный эффект.

Чтобы определить площадь коллектора, нужно знать, для каких целей он будет использоваться: отопление, подогрев воды или и то, и другое. После анализа данных счетчиков воды, потребностей в отоплении и данных об инсоляции района, в котором планируется установка, можно рассчитать площадь коллектора. Кроме того, необходимо учитывать потребности в горячей воде всех потребителей, которые планируется подключить к сети: стиральная машина, посудомоечная машина и т. д.

Селективное покрытие выполняет едва ли не самую основную функцию в работе коллектора. Пластина с покрытием или радиатор притягивает во много раз больше солнечной энергии, превращая ее в тепло. Можно приобрести специальный химикат в качестве селективного покрытия, а можно просто покрасить аккумулятор тепла в черный цвет.

Для изготовления селективного покрытия солнечных коллекторов своими руками можно применить:

  • специальные готовые химикаты;
  • оксидов различных металлов;
  • тонкий теплоизоляционный материал

  • ;
  • черный хром;
  • селективная краска для коллектора;
  • черная краска или пленка.

Коллекторы из подручных материалов

Сборка солнечного коллектора для отопления дома своими руками дешевле и интереснее, ведь сделать его можно из различных подручных материалов.

Из металлических труб

Этот вариант сборки аналогичен коллектору Станилова. При сборке солнечного коллектора из медных труб своими руками из труб варится радиатор и помещается в деревянный короб, проложенный изнутри теплоизоляцией.

Медные трубы будут самыми эффективными, можно использовать и алюминиевые, но их сложно варить, а вот стальные — самый удачный вариант.

Такой самодельный коллектор не должен быть слишком большим, чтобы его было легко собрать и установить. Диаметр патрубков для солнечных коллекторов для приварки радиатора должен быть меньше, чем у патрубков для входа и выхода теплоносителя.

Из пластиковых и металлопластиковых труб

Как сделать солнечный коллектор своими руками, имея в домашнем арсенале пластиковые трубы? Как аккумулятор тепла они менее эффективны, но в несколько раз дешевле меди и не подвержены коррозии, как сталь.

Трубы уложены в спиральный короб и закреплены хомутами. Их можно покрасить черной или селективной краской для лучшей производительности.

Можно поэкспериментировать с укладкой труб. Так как трубы плохо гнутся, их можно укладывать не только по спирали, но и зигзагом. Среди преимуществ пластиковые трубы легко и быстро паяются.

Из шланга

Чтобы сделать солнечный коллектор для душа своими руками, понадобится резиновый шланг.Вода в нем очень быстро нагревается, поэтому его можно использовать и как теплообменник. Это самый экономичный вариант при изготовлении коллектора своими руками. Шланг или полиэтиленовая труба помещается в коробку и закрепляется хомутами.

Так как шланг закручен по спирали, естественной циркуляции воды в нем не будет. Чтобы использовать в этой системе накопительный бак для воды, он должен быть оборудован циркуляционным насосом. Если это дача и уходит немного горячей воды, то может хватить того количества, которое потечет в трубу.

Из банок

Теплоносителем солнечного коллектора из алюминиевых банок является воздух. Банки соединяются друг с другом, образуя трубу. Чтобы сделать солнечный коллектор из пивных банок, нужно у каждой банки отрезать дно и верх, состыковать их между собой и проклеить герметиком. Готовые трубы помещаются в деревянный ящик и закрываются стеклом.

В основном солнечный коллектор воздуха из пивных банок используется для устранения сырости в подвале или для обогрева теплицы.В качестве аккумулятора тепла можно использовать не только пивные банки, но и пластиковые бутылки.

Из холодильника

Солнечные панели для горячей воды своими руками можно соорудить из негодного холодильника или радиатора старого автомобиля. Вынутый из холодильника конденсатор необходимо хорошо промыть. Горячую воду, полученную таким образом, лучше всего использовать только для технических целей.

На дно коробки расстилают фольгу и резиновый коврик, затем на них укладывают и закрепляют конденсатор.Для этого можно использовать ремни, хомуты или крепление, которым он крепился в холодильнике. Для создания давления в системе над баком не помешает установить насос или аквакамеру.

Видео

Как сделать солнечный коллектор своими руками вы узнаете из следующего видео.

Солнечный коллектор используется для поглощения энергии солнечного излучения, чтобы ее можно было в дальнейшем концентрировать, преобразовывать и использовать людьми.


Вырабатываемая энергия используется для:

  1. Устройство систем водяного отопления и пускового отопления жилых помещений.
  2. Обеспечение постоянной теплой водой различных типов бассейнов.
  3. Обогрев теплиц.
  4. Для нагрева технической воды.

Принцип действия и область применения

Принцип работы

Конструкция и материалы, использованные при ее создании, направлены на максимально возможное потребление солнечной энергии. После чего оно преобразуется в тепло и передается для дальнейшего его использования. в этой системе может быть как воздух, так и специальная жидкость с антифризными свойствами.

Циркуляция может быть естественной и принудительной.

Коллекторы

используются в различных странах с любым климатом.

Их объем достаточно велик:

  1. Для дачи, коттеджа и частного дома.
  2. Различные производственные комплексы, независимо от вида деятельности и масштаба.
  3. На автомойках, заправках.
  4. В детских и лечебных учреждениях.
  5. На объектах железнодорожного транспорта.
  6. В гостиничных, торгово-развлекательных комплексах.
  7. В предприятиях общественного питания и офисах.

Преимущества и недостатки

Коллекторы имеют большое количество преимуществ, к ним относятся:

  1. Снижение затрат на содержание системы отопления дома и обеспечение его горячим водоснабжением.
  2. Возможность получения отопления дома и горячей воды в случае перебоев и временного отсутствия электроснабжения и газоснабжения.
  3. Снижение нагрузки на систему отопления , в результате чего происходит увеличение срока ее службы.
  4. Экономия природных ресурсов и сохранение экологии.
  5. Экологичность системы не оказывает отрицательного воздействия на человека.

Минусом является достаточно высокая стоимость и сложный монтаж данного оборудования.

просмотров

Существует два типа этих устройств.Каждый из них имеет определенные характеристики и принципы действия.

Плоский коллектор

Такие коллекторы изготавливаются в виде панели размером до 2,5 метров , в центре которой размещается поглощающая пластина. Изготавливается из теплопроводных металлов, чаще всего для этого используется медь или алюминий. Он покрыт низкоэмиссионным покрытием.

Это требуется для наибольшего преобразования солнечных лучей в тепловую энергию, при этом ее выход в окружающую среду должен быть минимальным.Этот впитывающий слой соединяется с трубками. Именно по ним чаще всего циркулирует пропиленгликоль, выполняющий роль теплоносителя.

Также или вода. Изолирующий слой расположен под трубками. Над поглотителем находится специальное защитное солнцезащитное стекло. Для него характерно минимальное содержание железа для наибольшей грузоподъемности, а корпус усилен листовой сталью с теплоизоляцией или алюминием.

Этот тип используется для установки на скатных или плоских крышах.Но его можно установить где угодно и в любом положении. Этот тип является наиболее распространенным и широко применяемым для систем отопления и для нагрева воды.

Трубчатый (вакуумированный)

Состоит из отдельных трубок. Их количество может быть от 5 до 30 шт. Каждая из трубок по принципу действия представляет собой мини-коллектор. Все они объединены в одну панель.

Внутри трубки находится еще одна меньшая деталь того же размера. Между ними создается вакуум.Верхняя часть изготовлена ​​из солнцезащитного стекла и выполняет защитную функцию. Имеет встроенную поглощающую пластину из меди или алюминия. Меньшая трубка расположена под пластиной, в ней циркулирует теплоноситель. В этом случае вакуум играет роль теплоизолятора.

Такой солнечный коллектор работает намного эффективнее плоского коллектора при низких температурах воздуха. Но их стоимость значительно выше.

Трубчатый коллектор, в свою очередь, бывает двух видов, отличающихся конструкцией.Различают тип тепловых трубок и прямоточный. Преимуществом первого типа можно назвать сохранение эффективных характеристик при температуре до -30 градусов Цельсия, а в некоторых случаях даже до -40.

Отличительными особенностями прямоточного коллектора являются возможность монтажа в любом положении, а также минимальные потери тепла при эксплуатации.

Как сделать самому?

Коллекторное устройство

Это энергосберегающее устройство можно сделать своими руками. В этом случае существует множество вариантов исполнения.Например, его можно сделать из оконной рамы, старого электрокотла, холодильника и даже пластиковых бутылок.

Рассмотрим один из самых простых коллекторов, сделанных из частей старого холодильника. Такой коллектор будет нагревать воду для технических нужд.

Необходимые материалы и инструменты

Материалы:

  1. Конденсатор снят со старого холодильника.
  2. Деревянные балки, 5/5 см.
  3. Резиновый коврик.
  4. Стекло (подходит от оконной рамы).
  5. Лист фольги.
  6. Шурупы, гвозди.
  7. Скотч.

Инструменты:

  1. Молоток.
  2. Отвертка.

Перед проведением работ змеевик от холодильника необходимо промыть с использованием моющего средства и проточной воды. Это необходимо для его очистки от фреонового масла.

Для повышения КПД самодельного коллектора можно использовать автомобильный радиатор, заменив им конденсатор.

Испытания показали, что данный агрегат способен за два часа работы нагреть около 20 литров воды на 20 градусов.Температура окружающей среды во время эксперимента составляла +25 градусов Цельсия.

Конечно, такое устройство имеет низкий КПД и вероятность выхода из строя из-за завоздушивания теплообменника, но тем не менее определенную пользу оно приносит.

Поскольку эффективность солнечных коллекторов зависит от характеристик отражения и поглощения материала, для повышения этих характеристик были изобретены специальные покрытия.

Каждый из них подходит для определенного материала, на который они будут наноситься.Существуют покрытия для меди, алюминия и др. Их нанесение осуществляется достаточно сложным способом, поэтому они не имеют широкого доступа.

  1. При выборе коллектора необходимо учитывать, что его вакуумные модели более хрупкие, чем плоские, но в случае повреждения ремонтировать первый вариант намного проще. Для этого нужно всего лишь заменить вышедшие из строя трубки, когда, как и в плоском, придется заменить всю поглощающую систему;
  2. Мощности , вырабатываемой одним коллектором, достаточно для обогрева нескольких жилых комнат и нагрева воды.
  3. Срок службы коллектора до 30 лет. Но при покупке этого устройства нужно учитывать, что вакуумный тип менее долговечен, чем другие.
  4. Вы можете самостоятельно установить это оборудование , следуя инструкциям, прилагаемым к устройству. Этот процесс достаточно трудоемок и сложен, но позволяет сэкономить на затратах, необходимых для привлечения специалистов.

Различные солнечные коллекторы уже давно представлены на рынке.Это устройства, использующие энергию солнца для нагрева воды для хозяйственных нужд. Но высокая стоимость мешает им завоевать популярность у пользователей, в этом беда всех альтернативных источников энергии. Например, общая стоимость покупки и установки установки, которая удовлетворит потребности среднестатистической семьи, составит 5000 долларов. Но выход есть: сделать солнечный коллектор своими руками можно из доступных материалов. О том, как это реализовать, будет рассказано в этом материале.

Как работает солнечный коллектор?

Принцип работы коллектора основан на поглощении (поглощении) тепловой энергии солнца специальным ресивером и передаче ее теплоносителю с минимальными потерями. В качестве приемника используются медные или стеклянные трубки, окрашенные в черный цвет.

Ведь известно, что предметы темного или черного цвета лучше всего поглощают тепло. Теплоносителем чаще всего является вода, иногда воздух. По конструкции солнечные коллекторы для отопления дома и горячего водоснабжения бывают следующих типов:

  • воздух;
  • вода плоская;
  • водяной вакуум.

Среди прочих солнечный воздушный коллектор отличается простотой конструкции и, соответственно, самой низкой ценой. Представляет собой панель — металлический приемник солнечного излучения, заключенный в герметичный корпус. Для лучшей теплоотдачи стальной лист снабжен ребрами с обратной стороны и уложен снизу теплоизоляцией. Спереди установлено прозрачное стекло, а по бокам корпуса имеются отверстия с фланцами для присоединения воздуховодов или других панелей, как показано на схеме:

Воздух, поступающий через отверстие с одной стороны, проходит между стальными ребрами и, получив от них тепло, выходит с другой.

Надо сказать, что установка солнечных коллекторов с воздушным обогревом имеет свои особенности. Из-за их низкого КПД приходится использовать для обогрева помещений несколько таких панелей, объединенных в батарею. Кроме того, вам обязательно понадобится вентилятор, так как нагретый воздух из коллекторов, расположенных на крыше, не будет спускаться вниз сам по себе. Принципиальная схема воздушной системы представлена ​​на рисунке ниже:

Простое устройство и принцип действия позволяют изготовить коллекторы воздушного типа своими руками.Но материала на несколько коллекторов уйдет много, а нагреть с их помощью воду все равно не получится. По этим причинам домашние мастера предпочитают иметь дело с водонагревателями.

Конструкция с плоским коллектором

Наибольший интерес для самостоятельного изготовления представляют плоские солнечные коллекторы, предназначенные для нагрева воды. Радиатор помещен в корпус прямоугольной формы из металла или алюминиевого сплава — пластину с запрессованным в нее змеевиком из медной трубки. Ствольная коробка изготовлена ​​из алюминия или меди, покрытой черным поглощающим слоем.Как и в предыдущем варианте, нижняя плита отделена от дна слоем теплоизоляционного материала, а роль крышки выполняет прочное стекло или поликарбонат. На рисунке ниже показана конструкция солнечного коллектора:

Черная пластина поглощает тепло и передает его хладагенту, движущемуся по трубкам (вода или антифриз). Стекло выполняет 2 функции: пропускает солнечное излучение к теплообменнику и служит защитой от осадков и ветра, снижающих производительность обогревателя.Все соединения выполнены герметично, чтобы внутрь не попадала пыль и стекло не теряло прозрачности. Опять же, тепло солнечных лучей не должно отводиться наружным воздухом через щели; от этого зависит эффективная работа солнечного коллектора.

Этот тип наиболее популярен среди покупателей благодаря оптимальному соотношению цена-качество, а среди домашних мастеров — благодаря сравнительно простой конструкции. Но использовать такой коллектор для отопления можно только в южных регионах, при снижении температуры наружного воздуха его производительность значительно падает из-за больших потерь тепла через корпус.

Устройство вакуумного коллектора

Еще один тип солнечных водонагревателей изготавливается с использованием современных технологий и передовых технических решений, поэтому относится к высокой ценовой категории. Таких решений в сборщике два:

  • термоизоляция вакуумом;
  • использование энергии парообразования и конденсации вещества, кипящего при низкой температуре.

Идеальным способом защиты поглотителя коллектора от потери тепла является помещение его в вакуум.Медную трубку, заполненную хладагентом и покрытую абсорбирующим слоем, помещают внутрь прочной стеклянной колбы, из пространства между ними откачивают воздух. Концы медной трубки входят в трубку, по которой протекает теплоноситель. Что происходит: хладагент под воздействием солнечного света закипает и превращается в пар, он поднимается вверх по трубке и от контакта с хладагентом через тонкую стенку снова переходит в жидкость. Ниже представлена ​​рабочая схема коллектора:

Фишка в том, что в процессе превращения в пар вещество поглощает гораздо больше тепловой энергии, чем при обычном нагреве.Удельная теплота парообразования любой жидкости выше ее удельной теплоемкости, поэтому вакуумные солнечные коллекторы очень эффективны. Конденсируясь в трубе с протекающим теплоносителем, хладагент передает ему все тепло, а сам стекает за новой порцией солнечной энергии.

Благодаря своей конструкции вакуумные обогреватели не боятся низких температур и сохраняют работоспособность даже в морозы, поэтому могут использоваться в северных регионах.В этом случае интенсивность нагрева воды ниже, чем летом, так как зимой на землю поступает меньше тепла от солнца, часто мешает облачность. Понятно, что сделать стеклянную колбу с откачиваемым воздухом в домашних условиях просто нереально.

Примечание. Имеются вакуумные трубки для коллектора, которые заполняются непосредственно теплоносителем. Их недостаток — последовательное соединение; при выходе из строя одной колбы придется менять весь водонагреватель.

Как сделать солнечный коллектор?

Перед началом работ следует определиться с габаритами будущего водонагревательного прибора.Произвести точный расчет площади теплообмена непросто, многое зависит от интенсивности солнечного излучения в том или ином регионе, расположения дома, материала отопительного контура и так далее. Правильно будет сказать, что чем больше теплосборник, тем лучше. Однако его размер, вероятно, ограничен местом, где его планируется установить. Значит, надо исходить из площади этого места.

Проще всего сделать корпус из дерева, уложив на дно слой пенопласта или минеральной ваты.Также для этой цели удобно использовать створки старых деревянных окон, где сохранилось хотя бы одно стекло. Выбор материала для ресивера тепла неожиданно широк, что не используется мастерами для сборки коллектора. Вот список популярных вариантов:

  • трубы тонкостенные медные;
  • различных пластиковых труб с тонкими стенками, желательно черного цвета. Полиэтиленовая труба PEX хорошо подходит для водопровода;
  • Алюминиевые тубы

  • . Правда, соединить их сложнее, чем медные;
  • Стальные панельные радиаторы

  • ;
  • черный садовый шланг.

Примечание. Помимо перечисленных, существует множество экзотических версий. Например, воздушный солнечный коллектор из пивных банок или пластиковых бутылок. Такие прототипы отличаются оригинальностью, но требуют значительных затрат труда с сомнительной отдачей.

Металлический лист, покрывающий всю площадь будущего обогревателя, необходимо поместить в собранный деревянный корпус или старую оконную створку с прикрепленным дном и установленным утеплителем.Хорошо иметь лист алюминия, но подойдет и тонкая сталь. Его нужно покрасить в черный цвет, а затем уложить трубы в виде змеевика.

Без сомнения, коллектор для нагрева воды лучше всего делать из медных труб, они хорошо передают тепло и прослужат долгие годы. Змеевик плотно крепится к металлическому экрану скобами или любым другим доступным способом, выводятся 2 штуцера для подачи воды.

Так как это плоский, а не вакуумный коллектор, то теплопоглотитель должен быть закрыт сверху светопрозрачной конструкцией — стеклом или поликарбонатом.Последняя проще в обращении и надежнее в эксплуатации, не сломается от ударов града.

После сборки солнечный коллектор необходимо заменить и подключить к баку для хранения воды. Когда позволяют условия монтажа, можно организовать естественную циркуляцию воды между баком и нагревателем, в противном случае в систему включается циркуляционный насос.

Заключение

Отопление дома солнечными коллекторами, сделанными своими руками, является привлекательной перспективой для многих домовладельцев.Для жителей южных регионов этот вариант более доступен, только придется заливать систему антифризом и как следует утеплять корпус. На севере самодельный коллектор поможет нагреть воду для хозяйственных нужд, но для отопления дома его будет недостаточно. Сказывается холод и короткий световой день.

Строительство солнечного коллектора своими руками 101

Что мне нужно для прокладки траншеи к моему коллектору и что
быть в проводке?

Если вы просто копаете
вниз на 8 дюймов и используя гликоль для защиты от замерзания, или вы планируете
копать ниже линии промерзания, вы должны тщательно подумать о том, что вы закапываете.Как только он будет закопан, вы точно не захотите его снова выкапывать!

Один подросток и один взрослый
вручную вырыл и засыпал эту траншею глубиной 8 дюймов и длиной 100 футов за один уик-энд.

Вот список того, что входит в 4-дюймовую канализацию ПВХ
трубопровод:

— 2 ряда 1/2 дюйма Pex-Al-Pex (обернуты изоляцией)

— 6 отрезков провода динамика калибра 22 (5 для сращивания проводных термометров)
и 1 для датчика дифференциального регулятора)

—  1 отрезок электрического провода (на одном я поставил наружную розетку
панельных сообщений, которые были
пригодится на этапе строительства)

— 1 отрезок коаксиального кабеля LMR 400 (не имеет отношения к солнцу, но я
Радиолюбитель, и это была отличная возможность получить еще один коаксиальный кабель.
обратно в лес).

Если бы мне пришлось делать это снова, я бы вставил 3/4″ pex для лучшего потока.

 

Как установить термометры для контроля температуры в различных
баллов в моей системе?

Независимо от типа солнечной
коллекторы, которые мы строим, нам всем нужны датчики температуры, чтобы контролировать, насколько хорошо они
работают. Имея несколько датчиков на пути вашей жидкости /
воздушном маршруте, вы можете точно определить эффективность вашего коллектора (коллекторов), насколько
сколько тепла вы теряете на выходе к коллектору и насколько хорошо ваше тепло
катушка передачи работает.Изолируя производительность коллектора
без других влияний мы можем гораздо лучше сравнить, насколько хорошо
различные конструкции коллекторов, а также точное определение эффектов
любых настроек, которые мы вносим в наши системы. Вдобавок ко всему, это очень
круто и очень весело, чтобы показать своим друзьям все бесплатное тепло, которое вы захватили!

Вот мой дисплей
вдоль моего стола, чтобы я мог контролировать несколько точек температуры в моей системе
с первого взгляда:

Я
рассмотреть вопрос о создании рамы для размещения дисплеев.

Было необычно облачно
почти всю неделю, поэтому показания ниже нормы. Чтение
белые термометры слева направо:

1. Температура бака (200
галлон)
уже вырос с 66 до 81,5 по состоянию на 10:46.

2. (термометр в форме яйца) жидкость
вход в первый коллектор размером 8′ X 8′ составляет 81,3 (минимальные потери при проезде через
100-футовая траншея)

3. Жидкость, выходящая из первого коллектора/входящая в коллектор pex,
92.3

4. Жидкость, выходящая из коллектора pex 121.1

5. Внутренний pex
температура коллектора > 160.

Таким образом, мой общий рост температуры с
два коллектора вместе взятые составляет около 40 градусов.

Установка датчиков температуры
это легко. Поскольку большинство точек, за которыми мы следим, находятся далеко,
нам нужно удлинить провод от термометра к датчику. Пока
может быть заманчиво приобрести беспроводные термометры, я рекомендую использовать проводные
маршрут. Вы не захотите выходить в разгар зимы, чтобы переодеться.
батареи. Кроме того, вы захотите контролировать несколько точек и беспроводную сеть.
термометры могут мешать друг другу.

Любой недорогой проводной термометр
буду работать. Есть много на выбор менее чем за 10 долларов. Они доступны
в Target, Walmart, Home Depot и т. д. Вы также можете заказать их онлайн здесь:
http://www.partshelf.com/wired-indoor-outdoor-thermometers.html

Вот шаги для установки
ваши датчики температуры:

1.Проложить провод, такой
как провод динамика калибра 22, от вашего дисплея до того места, где вы планируете прикрепить
датчик. Если вам нужно много провода, немного погуглив, вы можете найти
1000-футовые рулоны на линии за 40-60 долларов.

 
Я
включает шесть отрезков провода в моем 100-футовом подземном 4-дюймовом канализационном трубопроводе из ПВХ.

2. Покупка
ваши уличные проводные термометры.

3. Отрежьте провод
от термометра к датчику:

 
5.Полоска
концы:

6.  Повторите
обработать провод динамика и скрутить концы вместе:

7. Если вы действительно
лучше не паять, всегда можно просто накрутить на проволочные гайки и перейти к
шаг 10.  В противном случае держите паяльные
утюг против провода, чтобы он стал достаточно горячим, чтобы принять припой. Если вы никогда не
припаял провод раньше, не волнуйся, это просто.

 

8.Прикоснись к своему
припаяйте к проводу, а не к кончику железа. Эти провода маленькие, нагреваются
быстро и очень легко паять. Припой потечет на провод:

9. Обернуть
изолента:

 

10. Принять решение
месте, которое вы хотите контролировать, снимите изоляцию и закрепите скотчем.
датчик против вашей трубы с изолентой:

11.Накрыть
изоляцию и закрепите изолентой изоленту, чтобы скрепить ее вместе:

 

12.  Повторить шаги
5–9, чтобы соединить конец провода датчика с другим концом провода динамика.

Какой простой и недорогой способ
гарантировать, что моя система никогда не создаст давление?

Если вы устанавливаете
дренажная система, в которой вода сливается непосредственно обратно в термальный
резервуар для хранения, который не является воздухонепроницаемым (большинство из них негерметичны), ваша система никогда не
создайте давление, и вам не придется беспокоиться об этом.На
с другой стороны, если у вас есть система, в которой используется теплообменник и там
Это не место для расширения жидкости при нагревании, будет некоторое
нарастание давления.

Вы можете легко
приспособиться к этому двумя способами. Наиболее традиционный подход заключается в использовании
расширительный бачок. Я начал с такого:

Единственная проблема
с расширительным бачком заключается в том, что я не мог видеть или контролировать свой расход и что
происходило с моей системой.В качестве альтернативы я придумал это
подход; которая стоит столько же, сколько старая банка из-под чая со льдом, гарантирует вашей системе
никогда не создаст давление и, как дополнительное преимущество, удаляет любой воздух, который может
найти путь в вашу систему:

Вот, pex
трубка, питающая насос (за банкой), вытягивает воду из контейнера. Жидкость
возвращаясь после того, как он прошел через змеевик в резервуаре для хранения тепла, опорожняется
обратно в банку. Важно, чтобы оба конца пекса оставались ниже
уровень воды или часть вашей жидкости может перелиться обратно и перелить банку
когда насос отключается. Моя банка находится примерно в самой нижней точке
в системе, но работает нормально.

Мониторинг
скорость потока у вас легкая. Во время работы помпы просто потяните возвратный
pex трубку из банки и время, необходимое для заполнения маленького стакана.

Я использовал
этот подход с августа 2009 года, и он работает нормально. я слежу
на объем в банке, который колеблется в зависимости от температуры, но редко требует
доливка.
 

Постройте недорогую систему солнечного отопления – Новости Матери-Земли

Вы можете построить недорогую систему солнечного отопления, которая обойдется вам всего в 30 долларов.

Построить недорогую систему солнечного отопления

См. схемы системы солнечного отопления в галерее изображений.

«Для сверхпростой и сверхдешевой системы солнечного отопления, которая действительно работает, — говорят Дон Р. и Джордж Уотерман из Спрингфилда, штат Миссури, — вам нужно следовать только четырем правилам. Во-первых, глазурь недорогой пластиковой пленкой вместо стекла или плексигласа. . . во-вторых, используйте существующую южную стену строения в качестве задней части коллектора. .. в-третьих, забудьте о попытках накопить тепло, которое вы собираете. . . и, четыре, поищите!»

Если вы действительно хотите, чтобы солнечная энергия работала на вас прямо сейчас при минимальных денежных вложениях, вы можете это сделать. Я знаю, потому что прошлой зимой мой отец, Джордж Уотерман, и я снабдили изолированную мастерскую 30 на 40 почти всем теплом, необходимым для поддержания комфорта внутри здания в течение почти нулевых дней. . . и мы сделали это с установкой солнечного отопления, которая обошлась нам в общей сложности всего в 30 долларов.

Мы совершили этот подвиг с помощью четырехкратного секрета недорогого строительства: [1] мы остеклили наш солнечный коллектор размером 8 на 30 футов недорогой пластиковой пленкой вместо стекла или плексигласа, [2] мы использовали существующую в нашей мастерской южную- обращенной к задней стенке коллектора, [3] мы не встроили в нашу конструкцию теплоаккумулятор, и [4] мы взяли много материала, который шел в систему солнечного отопления.

Во многом благодаря четырем пунктам, перечисленным выше, наш солнечный обогреватель также был довольно прост по конструкции и собирался очень быстро.Мы установили всю систему, потратив всего около недели работы (растянутой из-за плохой погоды почти на две недели). Сравните наше общее время и денежные вложения с 1500, 2000 долларов или более, которые стоили бы 240 квадратных футов коллекторов промышленного производства (до установки, конечно, и до того, как прибавлять еще одну нелепую цифру на воздуходувки, воздуховоды и т. д.). . . и я думаю, вы согласитесь, что наши первоначальные инвестиции были вполне разумными.

Обслуживание (которое в основном должно включать замену двойного слоя пластиковой пленки нашего коллекционера) не будет постоянными расходами, как вы могли бы подумать.Мы рассчитываем менять нашу пленку не чаще, чем раз в два года (одну зиму она уже пережила, а на другую выглядит хорошо). Но даже если нам придется каждый год менять оба слоя пластика, это совсем недорого (рулон шестимильного полиэтилена размером 8 футов на 100 футов обошелся нам всего в 17 долларов). При такой цене потребуется 34,5 года ежегодных замен, чтобы сложить стоимость (400 долларов США) одного оригинального двойного комплекта стеклянных крышек коллектора. . . и 69 лет ежегодных замен, чтобы равняться стоимости (800 долларов США) остекления из двойного плексигласа.Мы думаем, что компромисс работает в нашу пользу.

Как мы создали и покрасили нашу систему солнечного отопления

Мы начали наш сборщик, наметив его область размером 8 на 30 футов с четырьмя 15 футами в длину и двумя 7 футами 9 дюймов в длину 2 на 4. (Поскольку наш пластик был всего восемь футов в ширину, мы использовали стойки 7 футов 9 дюймов на концах устройства, которые, будучи закрыты сверху и снизу «2 на 4» толщиной 1 1/2 дюйма, в сумме составляли ровно восемь пластиковых -фут шириной.) Эти 2 на 4 могли быть просто прибиты гвоздями (краем) к южной стене магазина, но мы нашли время, чтобы установить их несколько более сложным (и мы думаем, лучше) способом.Что мы сделали, так это сначала прибили гвоздями полоски пиломатериала размером 3/4 дюйма на 2 1/2 дюйма к краям 2 на 4 (см. Детали, которые я набросал на диаграммах в галерее изображений). Поскольку так называемые 2 на 4, продаваемые сегодня, на самом деле имеют размеры только 1 1/2 дюйма на 3 1/2 дюйма, это означает, что полоски образовывали выступ размером 3/4 дюйма в глубину и полный один дюйм шириной полностью вокруг 8 футов. на 30 футов окружности рамы коллектора. И тогда было ужасно легко прикрепить раму (прямо через край) к стене магазина с помощью шурупов.

Мы сделали уплотнение между рамой 2 на 4 и шпунтованным сайдингом на стене цеха максимально герметичным, заполнив каждую щель, которую смогли найти, небольшим количеством стекловолоконной изоляции и старого картона. Хороший слой герметика, нанесенный полностью по внешней стороне стыка коллектор-стена, завершил эту часть работы.

Как только наш коллектор был обрамлен, мы прорезали три отверстия в той части стены магазина, которая была окружена обрамлением: по одному вверху по центру и по одному в нижних углах.Эти отверстия, конечно же, были сделаны для того, чтобы холодный воздух из мастерской мог попасть в коллектор (через два нижних отверстия), где он будет нагреваться перед выходом обратно в цех (через верхнее, центральное отверстие) для обогрева здания.

Размер верхнего отверстия определялся размерами кожуха вокруг воздухозаборника на нагнетателе, который мы позже установили внутри цеха и над проемом. (Подробнее об этой части нашей установки см. в разделе BLOWER этой статьи.) Однако два воздухозаборника для холодного воздуха были в значительной степени рассчитаны на основе догадок и черт возьми.

Что бы вы предпочли? Пропустите немного воздуха через коллектор и сильно нагрейте его. . . или позволить большому количеству воздуха проходить и нагреваться лишь умеренно? Размер ваших впускных отверстий может так или иначе решить этот вопрос. Однако в целом лучше сделать эти отверстия слишком большими, чем слишком маленькими. . . поскольку сильно ограниченные впускные отверстия будут «морить голодом» воздуходувку в верхнем отверстии, заставят ее работать чрезмерно и, таким образом, заставят ее быстрее изнашиваться.Вы также обнаружите, что больший объем воздуха, свободно циркулирующего через коллектор, а затем обратно в обогреваемое помещение, окупается (особенно в больших зданиях) более равномерной температурой во всем отапливаемом помещении.

42 усеченных треугольника (треугольники с отрезанным одним концом), которые мы использовали в качестве прокладок внутри нашего коллектора, были вырезаны из оставшихся двухфутовых отрезков 2 на 12, которые мы бесплатно подобрали на местной лесопилке.

Если бы мы не добавили выступ толщиной 3/4 дюйма к раме нашего коллектора, эти усеченные треугольники были бы обрезаны высотой 2 3/4 дюйма.Однако, поскольку мы добавили выступ к раме, мы сделали треугольники высотой 3 1/2 дюйма. (Вся идея, конечно, состоит в том, чтобы вырезать эти прокладки так, чтобы, когда они будут покрыты полосами толщиной 3/4 дюйма, которые составляют каркас передней части коллектора… внешние [передние] поверхности полосок выйдет на одном уровне с внешними [передними] поверхностями 2 на 4, которые образуют периметр коллектора.)

Я также должен отметить (независимо от того, какую высоту распорки вы используете при сборке одного из этих коллекторов), что на самом деле вам не нужно делать блоки в форме усеченных треугольников. «Уши» на таких треугольниках очень удобны, когда нужно прибить или прикрутить их к стене. . . но квадратные прямоугольные блоки длиной около 31 фута и высотой 2 3/4 дюйма или 3 1/2 дюйма будут работать так же хорошо, если вы не возражаете прибить их на место.

Распорки в виде усеченных треугольников были установлены шипами в три равномерно расположенных горизонтальных ряда так, чтобы они находились на расстоянии двух футов друг от друга, от центра к центру, как по горизонтали, так и по вертикали. Как только они были на месте, мы нанесли хороший толстый слой черной морилки на треугольники, всю площадь стены, ограниченную основной рамой коллектора, а также внутреннюю и внешнюю поверхности самой рамы.(Как вы знаете, темные цвета — особенно черный — склонны поглощать солнечное тепло, тогда как более светлые цвета отражают солнечные лучи… и мы хотели, чтобы наш солнечный коллектор поглощал.)

Это хорошее место, чтобы упомянуть, что вы не должны покрывать внутреннюю часть одного из этих коллекторов краской, содержащей свинец или любое другое токсичное соединение. Относительно высокие температуры, иногда генерируемые внутри устройства, могут выделять вредные элементы в виде газов, которые затем смешиваются с воздухом, проходящим через коллектор, и выбрасываются в жилую или рабочую зону, обогреваемую солнечной установкой.Даже морилка, которую мы использовали, издавала довольно неприятный (хотя и безвредный) запах в течение первых нескольких недель работы нашего солнечного обогревателя. И это было достаточно плохо. Поэтому прислушайтесь к совету знающего человека: покрасьте внутреннюю часть вашего коллектора только высокотемпературной матовой черной краской или морилкой, которая не содержит абсолютно никаких токсичных соединений и которая, если это вообще возможно, не будет издавать запахов при нагревании до такой высокой температуры. как 200 градусов по Фаренгейту или больше на солнце.

Воздуходувка солнечного коллектора

После того, как вы обрамите и покрасите внутреннюю часть вашего коллектора — и до того, как вы добавите облицовочные полосы и пластиковую пленку на его переднюю часть — вы, вероятно, сочтете удобным установить вентилятор на выпускном (верхнем) вентиляционном отверстии вашего обогревателя. (Хотя этот вентилятор устанавливается внутри магазина или помещения, которое нужно отапливать, а не внутри самого коллектора, вы вполне можете счесть удобным разместить вентилятор так, чтобы один мужчина или женщина работали внутри, а второй — снаружи. После того, как пластиковая пленка будет на месте, это, конечно, уже невозможно.)

Мы спасли наш воздуходув от старой, неиспользованной газовой печи, которая пылилась в подвале моего отца. Вентилятор с «беличьей клеткой» был идеальным (как и должно быть, поскольку именно для такой работы он и был разработан) для распределения теплого воздуха по площади 30 на 40 футов, которую мы хотели нагреть.

Если у вас нет под рукой старой воздуходувки, как у нас, спросите в местных магазинах по продаже и снабжению печей. На каждый новый центральный отопительный прибор, входящий в уже построенный дом, обычно приходится старый выходной. Один торговец рассказывал моему отцу, что иногда у него накапливается так много замененных печей, что ему приходится вывозить их — замок, запас и воздуходувки — на свалку. Вот почему он всегда рад снять часть вентиляторов и продать их по цене.Его цена? Обычно около 3 долларов за вентилятор с работающим двигателем. . . хотя мы отговорили его от четырех вентиляторов с моторами и двух без, на общую сумму восемь баксов. Поторгуйтесь немного.

А если в торге не получится найти пару-тройку «настоящих» вентиляторов, вместо них всегда можно использовать старый оконный вентилятор. Конечно, такой вентилятор, вероятно, займет больше места, чем один из компактных вентиляторов с короткозамкнутым ротором, и вам, скорее всего, придется вырезать отверстие большего размера в стене, где он крепится, чтобы обеспечить надлежащую передачу воздуха.Но это ни здесь, ни там. Важно помнить, что у вас есть большая свобода действий, когда дело доходит до поиска вентилятора для этой системы солнечного отопления. Почти все, что будет вытягивать горячий воздух из коллектора и направлять его в нужное вам место, вероятно, будет в порядке.

И вот еще один вариант: если вы подумываете о том, чтобы установить один из этих обогревателей на солнечных батареях в хижине или другом здании, которое находится где-то за пределами линий электропередач. … . ну это можно сделать. Просто раздобудьте 12-вольтовый автомобильный вентилятор отопителя и несколько аккумуляторов из списанных автомобилей, и вы в деле. Особенно, если у вас есть водяное колесо или ветряная установка, чтобы держать батареи заряженными!

Мы построили корпус для нашего короткозамкнутого вентилятора из кусков фанеры и листового металла. . . и мы не вкладывали в дизайн много научных исследований. Мы просто позаботились о том, чтобы отверстие в стене, через которое вентилятор будет вытягивать теплый воздух из коллектора, было не меньше выходного отверстия вентилятора.Затем мы установили вентилятор над этим отверстием и окружили его коробкой. В стороне кожуха, обращенной в магазин, оставили прямоугольное отверстие, которое как раз подходило к выхлопу нагнетателя.

Сначала, поскольку все мы знаем, что горячий воздух стремится вверх, в это выходное отверстие на корпусе мы поставили набор жалюзи и расположили направляющие потока так, чтобы они направляли поток горячего воздуха вниз, к полу. Однако это не сработало, потому что бетон непосредственно под вентилятором имел тенденцию поглощать большую часть тепла, а то, что оставалось от циркуляции воздуха, казалось, никогда не могло пройти мимо различных скамеек, оборудования и других объектов в помещении. магазин с другой стороны здания.Таким образом, мы убрали жалюзи и сразу же заметили гораздо более равномерную температуру во всей мастерской размером 30 на 40 футов.

Завершая установку воздуходувки, помните, что работа не будет завершена до тех пор, пока вы не поместите сетчатый фильтр топки на каждое из входных отверстий для холодного воздуха в нижних углах коллектора. Вы же не хотите, чтобы грязь, опилки и другой мелкий мусор поплыли в коллектор, прилипли к его пластиковой крышке и тем самым уменьшили количество солнечного света (тепловой энергии), которое поглощает блок.По той же причине рекомендуется обрамлять все три отверстия, прорезанные в стене. . . чтобы пыль, частицы изоляции и т. д., которые могут находиться внутри перегородки, не попали в коллектор.

Облицовочные полосы и пластиковая пленка для солнечных коллекторов

На передней части нашего коллектора имеется приблизительно 500 погонных футов полос размером 3/4 дюйма или 1 дюйм или 1 1/2 дюйма, и мы все их взяли из старых деревянных ящиков. Можно получить четыре-пять отрезков этих полос даже из расщепленных досок, практически бесполезных для каких-либо других целей.Помните также, что очень многие из этих облицовочных элементов могут быть всего два фута в длину и все еще работать.

Прибейте самые длинные полоски к вершинам треугольников так, чтобы образовались три горизонтальных ряда по всей длине коллектора. Затем отрежьте короткие кусочки, которые помещаются между горизонтальными рядами, чтобы получились вертикальные ряды зачистки. Когда вы закончите, у вас будет очень аккуратная сетка двухфутовых квадратов, полностью покрывающая лицевую сторону всей единицы размером 8 на 30 футов. Эта решетка (которую вы, вероятно, захотите покрасить) обеспечит отличную поддержку пластиковой пленки, которую вы собираетесь наклеить, и предотвратит притяжение гибкого покрытия к задней части коллектора, когда вентилятор системы солнечного отопления втягивает воздух. от единицы.

Прежде чем покупать, осмотритесь и посмотрите на различные пластиковые пленки, доступные в вашем регионе. В целом, чем чище покрытие на вашем коллекторе, тем лучше будет работать устройство. . . и вы найдете значительный диапазон прозрачности даже в самых дешевых пластиковых пленках. Пленка толщиной четыре или шесть мил должна быть в порядке. . . но шестимильный (хотя он и пропускает немного меньше света) несколько более долговечен и, следовательно, предпочтительнее. Мы покрыли наш коллектор шестимиллиметровым полиэтиленом, который мы купили в рулонах размером 8 на 100 футов (за 17 долларов) у Sears.

Прежде чем приступить к наклеиванию полиэтиленовой пленки (особенно если вы выполняете работу в холодную погоду), убедитесь, что она нагрелась хотя бы до комнатной температуры. Если вы этого не сделаете, вы обнаружите, что невозможно натянуть покрытие достаточно туго, чтобы компенсировать расширение пластика, когда коллектор начнет нагреваться. И это нехорошо. Помимо плохого внешнего вида, рыхлое, гибкое покрытие также изнашивается намного быстрее, чем натянутое.

Мы прикрепили наш пластик несколькими скобами, чтобы удерживать его на месте, пока мы не смогли действительно закрепить его через каждые два фута с помощью предварительно просверленных вертикальных деревянных полос толщиной 3/4 дюйма, шириной 1 дюйм и длиной 8 футов.Эти полосы крепились винтами. . . которые мы считаем почти обязательными для последующей легкой замены пластикового покрытия.

Затем второй слой пленки был наложен прямо поверх полос, удерживающих первый (что, конечно, автоматически создавало изолирующее воздушное пространство толщиной 3/4 дюйма). Это второе пластиковое покрытие также было максимально натянуто и закреплено полосами и винтами. Однако на этот раз вертикальные полосы находились на расстоянии четырех футов друг от друга.

Солнечное отопление: одинарное и двойное остекление и другие сюрпризы

Нам было интересно, насколько лучше наш коллектор будет работать с двумя слоями пластика на передней панели вместо одного. Таким образом, мы эксплуатировали солнечную систему отопления с ее коллектором, закрытым одним листом пленки, примерно неделю, прежде чем применили второй. Удивительно, но «двойное остекление» из пластика подняло температуру внутри коллектора всего лишь градусов на десять. . . что было не так много, как мы ожидали. Однако при испытании одного слоя ветра было сравнительно мало (хотя было довольно холодно: 5-10 градусов выше нуля), и это, несомненно, имело какое-то значение.Одиночный лист почти наверняка потеряет гораздо больше тепла в ветреные дни, чем двойной слой пленки.

Мы также были удивлены, узнав, что температура внутри нашего коллектора напрямую не отражает разницу в температуре наружного воздуха. Посреди зимы, с выключенным вентилятором, казалось, не имело большого значения, пять или сорок градусов выше нуля на улице. Температура внутри коллектора с двойным остеклением обычно достигала 140 градусов примерно к 10:00, поднималась до 150 или 160 где-то между 11:30.м. и 13:30, а затем снова упал до 140 к 16:00. При работающем вентиляторе все эти цифры упали примерно на 30 градусов по всем направлениям. (Помните также, что наш сборщик установлен в Спрингфилде, штат Миссури. Показания будут несколько отличаться для любой единицы, которую вы строите, если вы живете на другой широте, в вашем районе более или менее облачный покров и т. д.)

Таким образом, из наших наблюдений мы пришли к выводу, что температура наружного воздуха практически не влияет на работу нашего вертикально установленного коллектора.Однако угол наклона солнца сильно влияет на выходную мощность устройства. . . и, что достаточно интересно, эти различия в продукции работают исключительно на нашу пользу.

То есть: В самые холодные месяцы зимы (температура наружного воздуха от 5 до 40 градусов по Фаренгейту), когда солнце находится в самой низкой точке неба, наш коллектор, как мы уже говорили, достигает максимальной внутренней температуры (вентилятор выключен). от 150 до 160 градусов. Однако в мае (температура наружного воздуха 80 градусов), когда солнце намного выше в небе, коллектор прогревается внутри (обдув отключен) всего до 120 градусов!

Таким образом, вертикально установленный коллектор работает точно так же, как мы все хотели бы, чтобы работала ловушка солнечной энергии. Он улавливает много солнечных лучей зимой (именно тогда, когда мы этого хотим) и поглощает все меньше этих лучей по мере того, как Оле-Соль поднимается выше в небе и погода теплеет (а это как раз то время, когда мы не хотите, чтобы солнечная или любая другая система отопления работала хорошо).

Солнечный коллектор: итоги

Несмотря на наш энтузиазм по поводу солнечной системы отопления, мы добавили ее. в мастерскую моего отца, мы хотим быть до боли честными и сказать, что наш коллектор размером 8 на 30 футов оказался слишком маленьким, чтобы полностью нагреть все здание 30 на 40 футов столько, сколько нам хотелось бы.Однако, если бы изолированная конструкция была повернута в другую сторону (так, чтобы одна из ее 40-футовых сторон была обращена на юг), солнечный нагреватель, вероятно, был бы достаточно большим, чтобы обеспечить все тепло, которое нам когда-либо понадобится почти в любой зимний день. что мы хотели бы работать в магазине.

Это не значит, что солнечная печь не работает на ура. Это, безусловно, так. Без дополнительного обогрева система, работающая на солнечной энергии, будет поддерживать в мастерской очень комфортную температуру не менее пяти часов в день.. . с 13:00 до 6:00 вечера. И если небольшую пропановую горелку включить на 45 минут хотя бы раз в середине утра, чтобы нагреть магазин до 55 или 60 градусов, то система солнечного отопления будет поддерживать и увеличивать эту температуру в течение всего остального дня. . . достигает максимума прямо при 70 градусах около 4:30 дня. (Тогда теплоизоляция здания удерживает температуру внутри магазина от падения ниже 35 или 40 градусов в течение следующей ночи. Нижняя цифра нас не волнует, так как мы пользуемся магазином только днем.)

Мы думаем, что это довольно хорошая производительность при общей стоимости установки в 30 долларов. На самом деле, это все равно было бы чертовски хорошей производительностью, если бы мы купили все новое и потратили, возможно, 100 долларов на систему солнечного отопления. Суть в том, что за очень небольшие денежные затраты мы получаем значительное количество солнечной энергии для использования в нашей семейной мастерской.

Тогда я хотел бы задать вам вопрос: уверены ли вы, что у вас нет мастерской, игровой комнаты или другого закрытого помещения, которое нужно отапливать только днем?. . для чего эта очень простая, недорогая, не хранящая энергию система на солнечной энергии, которая может быть в значительной степени построена из добытых материалов, не была бы идеальной?

Как только она будет готова, все, что вам нужно сделать, чтобы эта солнечная печь работала в течение многих лет, это [A] снабдить ее воздуходувку небольшим количеством электричества и [B] заменить этот пластик каждые два года. В наши дни это довольно недорогой способ обогрева!

Автоматический контроллер для вашей активной системы солнечного отопления

Удобно иметь какое-то устройство, которое будет автоматически включать и выключать вентилятор, используемый в сопутствующей системе солнечного отопления. Это может гарантировать, что ваш магазин или комната или что-то еще получит свою полную квоту тепла в солнечные дни (но не в ночное время или в пасмурные дни) от своего коллектора.

Возможно, самый простой способ управлять воздуходувкой — это использовать один из доступных на рынке недорогих автоматических таймеров. Просто оцените наиболее эффективный период работы вентилятора (скажем, с 10:00 до 17:00) и установите таймер, чтобы он работал в течение этого времени. Единственная проблема с этой настройкой, конечно, заключается в том, что она «слепа» к любым внешним изменениям, которые могут иметь место и могут повлиять на работу воздуходувки.Если небо сильно затянуто тучами, например, когда таймер тупо включает вентилятор. . . вентилятор так же тупо будет сидеть семь часов, дуя в комнату холодным воздухом.

Понятно, что для большей эффективности вашему контроллеру нужен датчик температуры. Нет, этот датчик не обязательно должен быть дорогим. На самом деле, почти каждая произведенная газовая печь имеет именно такое устройство где-то внутри, и немного покопавшись, вы, вероятно, можете получить его бесплатно. (Мы убрали свою из той же старой печи, что и наш вентилятор.)

Один из этих датчиков температуры легко достать из старой газовой печи. Откройте панель, закрывающую запальник и камеру сгорания. Внутри вы должны увидеть небольшую коробку, из которой выходят провода. Отрежьте или отсоедините эти провода и снимите крышку коробки. Вы должны найти небольшой датчик или циферблат внутри с двумя подвижными указателями, которые можно настроить для включения и выключения горелки при любой температуре, которую вы выберете.

Выверните винты, удерживающие коробку на месте, и вытащите ее.Сюрприз! Теперь вы держите коробку в руке. . . и у этой коробки есть длинный носик трубки с отверстиями, торчащими из его задней части. Если вы сможете заглянуть в эту трубку, вы увидите спиральную полосу металла, которая расширяется и сжимается при нагревании и охлаждении. Именно это расширение и сжатие приводит в действие простой механизм переключения внутри контроллера. . . таким образом, контроллер может включать и выключать вентилятор газовой печи — или, в данном случае, вентилятор солнечной печи.

Нетрудно адаптировать один из этих блоков управления к вашей системе отопления, работающей от солнечной энергии. Просто просверлите отверстие в стене, которая образует заднюю часть вашего солнечного коллектора, вставьте щуп в отверстие так, чтобы достаточная часть наконечника уходила прямо в коллектор, чтобы получить хорошие показания температуры, а затем электрически подключите «маленькую черную коробку». последовательно с двигателем вентилятора так же, как вы подключаете любой другой простой переключатель.

Теперь, по крайней мере, вентилятор вашей солнечной печи можно настроить так, чтобы он включался только тогда, когда в его коллекторе достаточно избыточного тепла, чтобы оправдать работу этого вентилятора.Но что, если вы не хотите этого тепла? . . что, если в вашей комнате или магазине уже установлена ​​температура, которую вы предпочитаете, или выше?

Нет проблем. Когда вы подключаете датчик температуры вашего коллектора последовательно с двигателем вентилятора, просто добавьте комнатный высоковольтный термостат (тип, используемый, когда электрические нагревательные кабели проложены в потолке), как показано на диаграмме 1. Путем регулировки настроек на обоих коллекторах датчик и комнатный термостат (который вы установите где-нибудь в отапливаемом помещении), теперь вы можете уйти на несколько дней.. . всегда уверен, что вентилятор солнечного нагревателя включится, и будет включаться только тогда, когда коллектор достаточно горячий, чтобы принести какую-то пользу, а в комнате достаточно прохладно, чтобы нуждаться в тепле коллектора.

Довольно аккуратно, да? За исключением, конечно, того факта, что высоковольтный термостат может стоить вам от 12 до 15 долларов. Однако, как и следовало ожидать, у преданных своему делу хакеров есть способ выполнить ту же работу за значительно меньшие деньги.

Вернитесь к той заброшенной газовой печи, из которой вы собирали детали, и вытащите ее термостат.Да, это низковольтный термостат, а это значит, что он не может быть подключен напрямую к цепи вентилятора, как высоковольтный термостат (нагрузка сожжет его). Но и это не проблема. Немного поработав, мы можем заставить и это работать.

Вам понадобится понижающий трансформатор, который вы можете взять из той старой надежной ржавой газовой печи, которая так хорошо служила вам так долго. Вам также понадобится одно из 12-вольтовых реле

.

Radio Shack и другие магазины электроники продаются по цене от 3 до 5 долларов.Реле должно иметь катушку на 12 вольт и контакты, рассчитанные на 120 вольт при минимальном токе 5 ампер. И попробуйте получить такой с катушкой, рассчитанной на переменный ток. Реле с более чувствительной катушкой постоянного тока (которую мы использовали, поскольку она у нас уже была) не будет работать, если вы не добавите диод и конденсатор, как показано на диаграмме 2 (см. схемы солнечных коллекторов в галерее изображений). .

И поскольку это настолько сложно, насколько мы можем спроектировать нашу схему, давайте перейдем к диаграмме 2 и узнаем, как заставить работать эту окончательную, собранную систему.

У нас есть схема, в которой термостат низкого напряжения подключает и отключает трансформатор низкого напряжения от катушки реле высокого напряжения. И когда это реле открывается и закрывается, оно, в свою очередь, подключает и отключает вентилятор вашего солнечного нагревателя от 110-вольтового электричества, которое заставляет его работать. Если реле было подключено к катушке переменного тока, все в порядке. Ты дома свободен. Однако, если у него есть катушка постоянного тока, вам придется добавить диод и конденсатор, показанные на схеме 2.

Что подводит нас к последнему элементу электронного ноу-хау, которым вы должны обладать.Конденсатор, достаточно большой для этой работы (100 микрофарад или около того), вероятно, будет электролитическим и, следовательно, поляризованным. (То есть у меня будет клемма с положительным + и отрицательным -). Если вы подключите такой конденсатор «назад», вы сожжете его, и поэтому вы должны позаботиться о его правильном подключении.

Но это тоже не сложно, ведь есть такой простой способ определить полярность любого источника низкого напряжения. Подключив трансформатор и диод, просто воткните оголенные концы медного провода на расстоянии от 1/4 до 1/2 дюйма в кусок сырого картофеля. Оставьте их там на полчаса — за это время произойдет электрохимическая реакция, окрашивающая картофель в темно-синий цвет вокруг провода, подключенного к положительному полюсу. Подсоедините плюс конденсатора к этой ножке термостата, а минус к другой. — Д.В.

Источники энергии для отопления – энергоэффективные, разумные инвестиции

Большинство систем лучистого отопления работают на теплой воде. Нагреть воду не так уж и сложно.Вот лишь некоторые из множества вариантов источников энергии для отопления: природный газ, пропан (LP), нефть, уголь, древесина, электричество, тепловые насосы, геотермальные тепловые насосы и солнечная энергия. Radiantec стремится предлагать продукты с высокой энергоэффективностью , но при этом выгодные инвестиции.

Водонагреватель Polaris

Газовый водонагреватель

Здесь, в Radiantec , мы часто рекомендуем использовать бытовые водонагреватели вместо дорогих бойлеров. Щелкните здесь для получения дополнительной информации о том, как использование водонагревателя вместо бойлера обеспечивает энергоэффективность и экономит ваши деньги.

Газ

легко доступен и производится в основном в Соединенных Штатах. Цена на газ выросла вместе с другими источниками, но он достаточно чистый, чтобы использовать его с технологией конденсации дымовых газов.

Мой друг-сантехник верит в бойлер для горячей воды, но мы использовали водонагреватель Polaris, и наша система работает отлично.Ах да, мы сами его установили.

Рик, Массачусетс

Качественный котел на дровах

Котлы или водонагреватели на жидком топливе

В настоящее время в некоторых местах нефть может быть дешевле газа. Нефть также имеет большую теплотворную способность, чем сжиженный газ (LP). Однако масло имеет ряд недостатков. Нефть загрязняет окружающую среду больше, чем газ, а отопительные установки в настоящее время не так эффективны. Нам неизвестны устройства, работающие на жидком топливе, которые могут конденсировать дымовой газ, но некоторые из них находятся на стадии разработки.

Кроме того, многие из наших запасов нефти импортируются из нестабильных стран. Цена и доступность мазута могут быть нестабильными по политическим причинам . Наконец, некоторые люди считают, что наши нефтяные ресурсы должны быть зарезервированы для транспортировки.

Дровяные или угольные обогреватели

Эти нагреватели работают лучше всего, когда им позволяют длительное время горения при достаточно высоких температурах.

К сожалению, дровяные и особенно угольные обогреватели могут серьезно загрязнять окружающую среду, когда они выключаются с оставшимся запасом топлива.Если вы решите использовать этот источник тепловой энергии, мы рекомендуем вам включить в систему какой-либо накопитель тепла, чтобы обогреватель мог работать в удобное время и с меньшими выбросами. Для этой цели очень хорошо подходит система хранения, подобная системе солнечного отопления .

На рисунке справа показана популярная система солнечного отопления, которая производит горячую воду для бытовых нужд, а также обогрев помещений. Если вы используете дровяной котел вместо солнечных батарей, у вас будет система отопления на дровах со многими преимуществами.Вы будете производить горячую воду для бытовых нужд и пользоваться преимуществами аккумулирования тепла. Мы также считаем, что система в целом будет безопаснее. Древесина или уголь могут обеспечить энергетическую независимость и могут быть экономически эффективными, если вы цените труд как полезное упражнение. Но очень важно сжигать эти продукты чисто.

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы легко нагревают воду. Относительно низкие температуры, необходимые для излучающих систем, обеспечивают хорошую эффективность солнечной панели . Качество и эффективность солнечного отопления значительно улучшились , а стоимость инвестиций или «окупаемость» может быть очень хорошей, если система хорошо спроектирована.

Почти всем солнечным системам отопления требуется какой-либо способ хранения тепла в периоды, когда солнце не светит. Плитная конструкция идеально подходит для этой цели. Бытовые водонагреватели также можно использовать для хранения воды, нагретой солнцем, для последующего использования.

Почти во всех случаях система солнечной энергии требует какой-либо «резервной» формы для обеспечения тепла в течение длительных периодов облачности.В противном случае вы достигнете точки убывающей отдачи, перепроектируя свою систему в попытке перейти на 100% солнечную энергию.

Вы можете либо «сделать немного солнечной энергии» и использовать два или три солнечных коллектора, либо, если позволяет архитектура, вы можете использовать больше солнечных коллекторов, чтобы добиться более высокого процента солнечного нагрева в вашем тепле и горячей воде. В любом случае, было бы ошибкой «переусердствовать» с солнечной системой. Вы можете создать архитектурные проблемы, если попытаетесь втиснуть на крышу слишком много солнечных панелей.

Имейте в виду, что солнечные панели, предназначенные для нагрева воды, содержат сеть трубок, заполненных водой, поэтому они весят значительно больше, чем фотогальванические солнечные панели, предназначенные для преобразования солнечной энергии.

Солнечные коллекторы не обязательно размещать на доме. Их также можно установить на подставку на уровне земли .

Фотогальванические солнечные коллекторы, производящие электричество, дешевеют.

В зависимости от климата, архитектуры и обязательств доля солнечного отопления варьируется от 25% до 95% . Солнечная секция

 

Модернизация радиаторов

Вы можете добавить к уже имеющемуся котлу для отопления плинтуса .Вам понадобится смесительный клапан, чтобы иметь возможность понизить высокотемпературную котловую воду до температуры, безопасной для вашей системы лучистого тепла, в то же время обеспечивая высокотемпературную котловую воду для выполнения задач, для которых был разработан котел.

Для защиты компонентов системы может потребоваться использование трубок с барьером от диффузии кислорода. Альтернативой может быть разделение двух жидкостей с помощью теплообменника.

 

Электрообогрев

Электрическое отопление не очень желательно, если не доступен недорогой источник электроэнергии с низким воздействием на окружающую среду, такой как гидро- или солнечная энергия.В некоторых случаях, когда требуется очень мало электроэнергии, может иметь смысл использование электрического источника тепла.

Электричество дорого производить и обычно имеет большое воздействие на окружающую среду.

Большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах вырабатывается либо из угля, либо из атомной энергии, либо из ископаемого топлива. Энергоэффективность электроэнергии невысока из-за потерь при преобразовании энергии, а также из-за потерь в линии при передаче.

Следует избегать использования электричества для простых целей, таких как отопление и горячее водоснабжение .

Геотермальная

Так называемые геотермальные источники энергии извлекают тепловую энергию из земли с помощью электрического теплового насоса. Проблема в том, что паразитные затраты на электроэнергию обычно очень высоки, и цена покупки системы также довольно высока.

В некотором смысле экологические затраты на геотермальную систему почти такие же высокие, как и на прямую электрическую систему, и если все сложить, реальной экономии средств не будет.

Если «COP» или «коэффициент производительности» можно улучшить и снизить затраты, этот подход может внести реальный вклад, но цифры пока не известны.

ОСТОРОЖНО:

Некоторым нагревательным устройствам для перемещения воды через устройство требуется чрезмерная мощность насосов. Было бы обидно купить два высоконапорных насоса, а потом вечно слушать шум, который они производят, а также платить за электроэнергию, которую они используют. Этой проблеме особенно подвержены модулирующие газовые агрегаты.

Солнечная энергия с детьми — Практические книги

Я проводил эти солнечные эксперименты с детьми в начале 1990-х годов, когда мои дети ходили в школу. Детям всегда было интересно. Я также сделал их частью своего класса по деревообработке в качестве «эксперимента дня» на 20 лет. Мы использовали грелку для детей с солнечным подогревом в дошкольном учреждении Монтессори, где я работал. Сейчас гораздо больше солнечных батарей с детскими вещами. http://www.builditsolar.com/Projects/Educational/educational.htm

Извините, больше нет фотографий. В начале 1990-х не у всех были камеры мобильных телефонов.

Этот пост включает в себя:

  • Солнечная безопасность
  • Солнечные часы
  • Солнечное поглощение
  •  Солнечная энергия для нагрева воздуха, воды и пищи
  •  Солнечная плита для хот-догов (включая чертежи)
  • Фотогальваническое электричество
  • Грелка Solar Kid (очень популярна у дошкольников)

Еще в 1970 году благодаря каталогу Whole Earth я обнаружил книгу Фаррингтона Дэниела «Прямое использование солнечной энергии », которая впервые была опубликована в 1964 году. В нем не только рассказывалась история солнечной энергетики о водонагревателях и дистилляционных заводах начала века, но и рассказывалось, как делать солнечные печи, плиты и водонагреватели. Меня беспокоило изменение климата уже тогда, поэтому оно захватило мое воображение. Я помню, как в июле побежал в комиссионный магазин, чтобы купить зонт. Я обложил его алюминиевой фольгой, отрубил ручку, сделал подставку для чашки и заварил чай. Я сделал фокусирующий коллектор с линзой Френеля для нагрева воды.

Это было здорово! Со временем я построил солнечный коллектор из пивных банок для своего магазина и сделал солнечный водонагреватель, покрасив старый бак для горячей воды в черный цвет.Мы купили дом с большими окнами на южную сторону и, вероятно, получаем 20-25% тепла от солнца, просто открывая шторы. Если бы только бензин подешевел до 5 долларов за галлон. Я по-прежнему интересовался солнечной энергией, по крайней мере, периферийно, но я начал замечать, что глаза моих друзей начинают стекленеть каждый раз, когда поднимается эта тема. Я чувствовал себя сумасшедшим дядюшкой, заблудившимся с непрактичными схемами.

Однажды утром я проснулся и понял, что говорил о солнечной энергии почти 15 лет и почти ничего с ней не делал.Я работал с детьми, занимающимися наукой и плотницким делом, и мне пришло в голову, что они могут быть заинтересованы. По крайней мере, я мог бы сделать демонстрационный проект. Поэтому я построил солнечную плиту для хот-догов. Не совсем практично, но детям понравилось. Я был поражен их реакцией: никаких остекленевших глаз, никаких смешков по поводу непрактичности, только изумление и удивление, мои чувства остались прежними. Короче говоря, реакция детей побудила меня сделать больше оборудования для демонстрации солнечной энергии, и в результате получилась двухчасовая презентация солнечной энергии для детского класса.
Я гарантирую, что эта демонстрация заинтересует детей солнечной энергией.

Есть несколько направлений для последующей деятельности: объяснение тепловой и электрической энергии, описание истории солнечной энергии, изготовление собственной солнечной печи или плиты, использование математики, чтобы выяснить, сколько солнечных элементов вам нужно поставить. их классное освещение, изучение и использование электричества низкого напряжения или создание моделей лодок или автомобилей на солнечных батареях, и это лишь некоторые из них.

Ниже приводится описание моего снаряжения в порядке изложения, но сначала предостережение:

Сила солнца может вызвать пожар.Коллекторы следует использовать только под непосредственным наблюдением знающего взрослого. Однажды я оставил свою солнечную плиту для хот-догов без присмотра под навесом, защищенным, как я думал, от солнечных лучей. Солнце низко опустилось в небо и прокралось под крышу и над концом коллектора. Фокусом стала деревянная балка в шести футах над коллектором. Я не думал, что это возможно, но это было так, и если бы кто-то не почувствовал запах дыма, здание могло бы сгореть.

Эксперименты
1.Солнечные часы
Прикрепите их к столу, чтобы они не двигались. Внутри с выключенным светом проведите светом мимо солнечных часов, чтобы проиллюстрировать, как движется тень по мере движения солнца. Вводит понятие о том, что солнце движется по южному небу зимой. Что нужно сделать: – Снаружи проверьте время, когда вы начинаете, и дети вернутся и проверят это позже. – Скопируйте циферблат солнечных часов на бумагу, и дети смогут сделать их сами.

2. Черный поглощает свет, белый отражает.

Материалы:

  • Два куска меди (подойдет любой металл), около шести квадратных дюймов, один окрашен в черный цвет, другой — в белый.Если у вас возникли проблемы с поиском меди или латуни, алюминий или сталь также помогут понять суть.
  •  Цифровой термометр — это хорошо, но не обязательно. Что нужно сделать:

Когда вы положите их на солнце, дети легко почувствуют, насколько больше тепла поглощает черный цвет, чем белый. Проверьте разницу температур с помощью термометра.

3. То же, что № 2, но с двумя 2-фунтовыми кофейными банками, наполненными водой, и одна окрашена в черный цвет, а другая — в белый.
Что нужно сделать: — То же, что и № 2 выше

.

4.Эксперимент с подъемом горячей воды
Этот эксперимент показывает, что происходит внутри труб солнечного водонагревателя.

Материалы:

  •  Одна прозрачная пластиковая банка объемом 1 галлон
  • Баночка с сердцевинами артишоков на 4 унции: просверлите два отверстия в крышке и вклейте в отверстия две соломинки для питья, чтобы они выступали на 1/4″ над и под крышкой
  •  пищевой краситель

Выполнение: Наполните большую банку холодной водой. Наполните маленькую банку горячей водой (конечно, с подогревом от солнечных батарей), добавьте пищевой краситель в горячую воду, накройте крышкой и поставьте маленькую банку в большую банку.Окрашенная вода, будучи более горячей, занимает меньше места, чем такое же количество молекул холодной воды, и поднимается по соломинке из маленького кувшина наверх холодной воды в большом кувшине. Как дым из трубы.

5. Нагреватель картонной коробки
Материалы:

  • неглубокая картонная коробка с крышкой размером примерно 12″ X 18″. Вы можете сделать почти коробку
  • Черная матовая краска
  • Кусок пластиковой пленки или тонкого плексигласа, 10″ X 16″
  •  Клейкая лента
  • Цифровой термометр

Это тепловентилятор.Вырежьте отверстие в верхней части (крышке коробки) почти до краев. Используйте клейкую ленту, чтобы закрепить пластиковый лист над этим отверстием. Покрасьте внутреннюю часть коробки в черный цвет. Свет будет проходить через пластик и поглощаться черной краской.

Сделать:

  • Вставьте термометр в коробку.
  • Насколько он горячий? Моя приближается к 200 градусам по Фаренгейту
  • Вырежьте маленькое отверстие в конце коробки и просуньте пальцы (ОСТОРОЖНО) внутрь.
  • Повысит ли покраска коробки снаружи температуру внутри коробки?
  • Как можно улучшить работу этого обогревателя?

6.Водонагреватель
Это комбинация экспериментов 2, 4 и 5. Подробную информацию о конструкции водонагревателя см. в книге Даниэля «Прямое использование солнечной энергии», глава 6 . Но у него есть солнечная энергия и невероятное количество проектов «сделай сам», от простых до сложных.

http://www.builditsolar.com/Projects/Educational/educational.htm

Описание: Рама 2 фута X 4 фута с коробкой 1 дюйм x 4 дюйма. Задняя часть фанера 1/4″. Внутренняя часть коробки изолирована 1/2-дюймовой пенопластовой плитой, окрашенной в черный цвет высокотемпературной матовой черной краской и содержит каркас из медных трубок.Видеть . Сверху коробка покрыта прозрачным пластиком. Верх медной сетки соединен с верхом трехгаллонной пластиковой емкости для краски. Нижняя часть сетки соединена с нижней частью пластикового ведра с краской. Вода течет по медной трубе, поднимаясь, набирая тепло, в резервуар для воды. Более холодная вода оседает на дно резервуара, а затем стекает на дно коллектора. Что делать: – Осторожно опустите руку в воду. Это горячее, чем вы думаете. – Ищите горячую воду там, где она выходит из шланга из медной трубы. Вы увидите, как он мерцает, словно тепловые волны, исходящие от раскаленного асфальта. – С помощью куска хирургической трубки и большого шприца введите немного воды с пищевым красителем в дренаж резервуара, который возвращается на дно коллектора. . – Измерьте разницу температур между верхней и нижней частью бака. – Как можно заставить этот водонагреватель работать лучше? – Прокомментируйте, как изобретения часто представляют собой комбинацию двух или трех идей, известных большинству людей, но объединенных умным и простым способом. В этом случае: черный поглощает тепло, горячая вода поднимается вверх, а коробка с прозрачной крышкой объединяется, чтобы стать водонагревателем.

7. Грелка для детей с солнечными батареями
Я построил ее для холодных осенних и весенних дней. Это действительно работает, и моим детям дошкольного возраста это нравится. Это просто большой обогреватель.

Материалы

  • Большая картонная сушильная коробка
  •  Клейкая лента
  • Черная матовая краска
  • 3″ X 4″ кусок Visqueen

Инструкции: Вырежьте большое отверстие в боковой части сушильной коробки. Закройте это отверстие пластиковой пленкой, используя клейкую ленту по краям.В противоположной от окна стороне прорежьте небольшую дверцу. Покрасьте коробку в черный цвет и поверните ее лицом к солнцу. Что делать: – Дети могут спрятаться в этом уютном пространстве, чтобы согреться в холодные дни.

8. Маленькая солнечная печь (сделать или купить)
Я купил маленькую картонную печь (солнечное пятно) за 20 долларов. Есть хорошие планы в книге Джозефа Радабо «Небесное пламя». Вы можете купить более дорогие печи в Kansas Wind Power или Real Goods.

Задание: -Я всегда пеку печенье (даже если оно маленькое) и ставлю его в духовку перед тем, как мы начнем.После того, как печенье выпечется, дети могут засунуть руки в духовку, чтобы почувствовать силу солнца.

9. Солнечная плита для хот-догов (см. чертежи ниже)
Это рама в форме параболы, на которой закреплено пластиковое зеркало. Парабола фокусирует солнечный свет на хот-доге и сожжет его, если хот-дог не вращать. Пластиковое зеркало (продается в стекольных магазинах) работает намного лучше, чем алюминиевая фольга, и его легче чистить. Это довольно глупое устройство, которое я использовал на своих летних занятиях, и оно определенно привлекает внимание.Что делать: – Попросите детей по двое или трое положить руку на точку фокусировки, если они хотят. Жарко. — Разрежьте хот-доги пополам и дайте детям приготовить самим.

10. Зонт, облицованный алюминиевой фольгой (псевдопараболический отражатель)
Материалы:

  • старый зонт
  • Алюминиевая фольга
  •  металлическая чашка, окрашенная в черный цвет
  • вязальная проволока

Клещи

Отрежьте ручку зонта в фокусе и сделайте из проволоки подставку для черной чашки.У меня ушло около 15 минут, чтобы нагреть чашку воды. ОСТОРОЖНО, быстро поместите руку в фокусную точку и извлеките ее, чтобы почувствовать тепло. Нагрев воды для чая или горячего шоколада

11. Кувшин для линз Френеля

Сила солнца может вызвать пожар. Коллекторы следует использовать только под непосредственным наблюдением знающего взрослого. Однажды я оставил свою солнечную плиту для хот-догов без присмотра под навесом, защищенным, как я думал, от солнечных лучей. Солнце низко опустилось в небо и прокралось под крышу и над концом коллектора.Фокусом стала деревянная балка в шести футах над коллектором. Я не думал, что это возможно, но это было так, и если бы кто-то не почувствовал запах дыма, здание могло бы сгореть.

Материалы:

  • 1 X 6 Пиломатериал
  •  Примерно 18 квадратных футов пластикового зеркала
  • подставка для кастрюли
  • Кастрюля окрашена в черный цвет

Я сделал это из чертежей VITA. Он имеет около 4 футов в диаметре и имеет четыре ступени шириной 6 1/2 дюйма каждая, направленные на фокальную точку.Он нагревает литр воды почти до кипения за 15-20 минут. Что делать: – Нагреть воду для чая или горячего шоколада – Сварить суп или рис – Направить коллектор на солнце, чтобы фокус оставался на готовящемся предмете

12. Солнечные элементы
Это старая 30-ваттная панель ARCO, подключенная через вольтметр и амперметр к двухскоростному вентилятору с резиновыми лопастями. Что делать: – Это хорошая демонстрация того, что блокирование солнца блокирует энергию. Люди часто стоят перед камерами и спрашивают, почему они не работают.– У меня был набор Builder Boards (https://www.youtube.com/watch?v=jKvfMxHUtS0), и я позволил детям построить дом, а затем настроить «кондиционер» с помощью небольшого вентилятора с резиновыми лопастями. – Подключить другое электрическое устройство, насос, двигатель или освещение.

13. Гонка против солнечных батарей с использованием старого ручного генератора из остатков войны
Эта машина выдает около 50 Вт, но ее трудно поддерживать в течение длительного времени. Задание: -Дети запускают, чтобы увидеть, сколько ватт они могут производить, и сравнить их мощность с мощностью солнечных батарей.

14. Книги, журналы и чертежи

  • Прямое использование солнечной энергии
  • Небесное пламя
  • 12-вольтовая Библия для лодок
  • Popular Science о солнечных элементах и ​​электростанциях
  • Чертежи солнечной печи из пивных банок
  • Другие разные вещи из моего солнечного файла

 

Вот как я сделал свою презентацию:

Выставить все мое снаряжение на солнце в том порядке, в котором оно должно быть представлено. Поместите тесто для печенья в солнечную печь.

Войдите в класс с плитой для хот-догов, солнечными часами и двумя медными тарелками. Я поговорю с ними минут 5-10 и постараюсь осветить следующие пункты:

Использование солнечной энергии не ново
Коренные американцы пуэбло
Греки, Архимед поджигают корабли
Перегонка воды в Южной Америке 1890-е годы
Бельевая веревка; и солнце светит в окно, выходящее на южную сторону
Энергия солнца содержит много энергии, 1000 ватт/кв. ярд
Виды энергии; уголь, газ, гидро- и ядерное загрязнение, солнечная энергия не загрязняет окружающую среду, за исключением производственного процесса
Будет иметь важное значение в будущем, в течение их жизни из-за парникового эффекта
Многие виды использования солнечной энергии очень просты белый отражает его

Безопасность:
– Будьте осторожны с горячей водой, она горячая
– Фокальные точки горячие, тщательно проверьте
Я демонстрирую использование солнечных часов, выключая свет в классе и перемещая свет солнечные часы. Дети могут видеть движение тени.

Снаружи Я объясняю каждую демонстрацию по порядку, задавая вопросы после каждой.

После того, как мы проработали все демонстрации, у них есть полтора часа или около того, чтобы проверить все самостоятельно.

Достаем печенье из духовки и раздаем по кругу.

Затем у нас есть гонка между солнечными батареями и ручным генератором. Это включает в себя краткое объяснение вольт х ампер = ватт.

Тогда внутрь для вопросов и ответов.Это лучшая часть, и дети не перестают удивлять меня своими вопросами и жадным интересом.
Главная – Отзывы – Покупка – О Джеке – Ссылки – Часто задаваемые вопросы – Семинары – Сделай сам –

Как собрать солнечную плиту для хот-догов
(см. фото вверху страницы)

У вас когда-нибудь было горячее желание построить солнечную плиту для хот-догов и жарить хот-дог только на солнечном тепле? Возможно нет. Тем не менее, их не так сложно построить, и я гарантирую, что вы будете первым в своем квартале, у кого он появится. В качестве бонуса ваша популярность среди соседских детей поднимется на несколько ступеней.

Хотя построить этот проект может любой, вам нужно определиться, не умеете ли вы пользоваться лобзиком, ручной пилой, дрелью, угольником и рулеткой. Это будет стоить около $40.00. Вот список инструментов и материалов, которые вам понадобятся, а также пошаговые инструкции:

Материалы
– 30″ X 40″ X 3/8″ или 1/2″ фанера для боковин плиты
– 30″ X 1″ X 4″ для прокладок между фанерными стенками
– 6′ из 1″ X 2 ″ для подставок для хот-догов и подставок для плиты
– пластиковое зеркало толщиной 6″ X 44″ X 1/8″ для поверхности отражателя.Продается в магазинах, торгующих стеклом.
– 20 шурупов 1 1/8″ для крепления фанерных сторон к распоркам
– 24 3/4″ X #6 шурупов для крепления зеркала к фанерным сторонам
– 2 1 1/2″ X 1/4″ болты с квадратным подголовком с барашковыми гайками для удержания угловых опорных рычагов.
— картон 18″ X 40″ для изготовления шаблона параболы.
— краска тоже подойдет

Инструменты
– Рулетка
– Ручная электрическая пила
– Отвертки
– Рашпиль и наждачная бумага
– Рамочный угольник
– Малый рубанок
– Хорошие темные солнцезащитные очки для использования во время приготовления пищи

ВНИМАНИЕ, ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: СИЛА СОЛНЦА МОЖЕТ ВЫЗВАТЬ ПОЖАР.ДАННЫЙ КОЛЛЕКТОР ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ ПОД НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ НАБЛЮДЕНИЕМ СОЗНАТЕЛЬНОГО ВЗРОСЛОГО. Однажды я оставил свою плиту для хот-догов без присмотра под навесом, защищенным, как я думал, от солнечных лучей. Солнце низко опустилось в небе и прокралось под крышу и над концом плиты. Фокусом стала деревянная балка в шести футах над плитой. Я не думал, что это возможно, и если бы кто-то не почувствовал запах дыма, здание могло бы сгореть. Хороший способ – накрывать плиту, когда она не используется.Тогда он не может ничего загореться.

ИНСТРУКЦИИ
1. Сначала приготовьте две стороны скороварки. Нарисуйте и вырежьте на листе картона параболу (рисунок №1). Перенесите эту форму на фанеру, как показано на макете фанеры № 2. Две параболы составляют одну сторону.
2. Вырежьте лобзиком по параболе, отмеченной на фанере. Поскольку лобзиком трудно вырезать плавную кривую, эта кривая в конечном итоге будет немного неровной. Разгладьте его рубанком или рашпилем.Чем точнее будет парабола, тем лучше будет работать ваша плита.
3. Обведите готовую параболу на стороне 2-й плиты. Вырежьте и разгладьте вторую сторону так же, как и первую.
4. Отрежьте пять кусков 1″ X 4″ длиной 5 1/4″ каждый и закрепите их между двумя сторонами плиты, как показано на рисунке №3. Убедитесь, что концы распорок прямые. Примечание: длина прокладки плюс удвоенная толщина фанеры должны равняться ширине зеркала (6″). Если вы используете более толстую фанеру или нашли пластиковое зеркало шире 6 дюймов, отрегулируйте длину прокладки соответствующим образом.
5. После того, как стороны плиты будут скреплены вместе, надежно прикрепите зеркало к краю параболы из фанеры с помощью винтов 3/4″ X #6. Аккуратно предварительно просверлите зеркало из плексигласа, чтобы отверстия были больше, чем винты, чтобы зеркало не треснуло.
6. Сделайте две вертикальные ручки, чтобы держать хот-доги. Используйте 17″ длиной 1″ X 2″. Отшлифуйте края и закруглите углы. Закрепите их в центре плиты торчком вверх. Используйте шурупы для гипсокартона.
7. Изготовьте два опорных рычага плиты. Вырежьте два 16″ 1 X 2’s.Направьте конец и просверлите регулировочные отверстия, как показано на рисунке №3. Скруглите углы и отшлифуйте края. прикрепите к верхним прокладкам посередине с помощью болтов с квадратным подголовком 1/4″, шайб и барашковых гаек. Эти перекладины будут поддерживать плиту, когда она наклонена к солнцу.
8. Немного краски и готово. Теперь о тонкой настройке и о том, как использовать ваш коллектор.

Использование
Вынесите коллектор на улицу в яркий солнечный день (в пасмурные дни они не работают) и направьте его на солнце. Ради интереса засуньте руку в то место, куда должен был пойти хот-дог. Вы будете поражены тем, насколько жарко, и вы быстро вытащите руку.
Вот как найти самое горячее место для хот-догов: Направив коллектор на солнце, держите кусок картона примерно там, где будут хот-доги. Спуститесь на землю и посмотрите на нижнюю часть картона, и вы увидите яркое пятно. Двигайте картон вверх и вниз, чтобы яркое пятно стало больше или меньше. Отметьте место на держателях шпажек, где яркое пятно имеет ширину примерно с ширину хот-дога.Просверлите отверстие на этой высоте в каждой стойке. Это для шашлыка.

Теперь вы готовы к тесту. Поместите хот-дог на шампур между стойками. Направьте коллектор на солнце и отрегулируйте опоры (при необходимости), чтобы коллектор не упал. Хот-дог готовится долго, это не так быстро, как на костре. Вращайте хот-дог, чтобы он не подгорел, и поворачивайте коллектор вслед за солнцем. Посмотрите снизу вверх и убедитесь, что яркое пятно сфокусировано на нижней части хот-догов.Вертел может быть немного высоким или низким. Отрегулируйте, просверлив больше отверстий выше и/или ниже.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован.