Как сделать солнечный коллектор для нагрева воды своими руками

Солнечный коллектор своими руками (21 фото + описание изготовления)

Сделал самодельный солнечный коллектор: подробные фото с размерами и описание изготовления солнечного водонагревателя своими руками.

Приветствую всех! Поставил бассейн на дачном участке и возникла необходимость в подогреве воды для бассейна и собственных нужд.

Изучив всевозможные варианты, в результате было принято решение создать солнечный коллектор своими руками для подогрева бассейна.

Принцип действия солнечного коллектора

По плану действие солнечного коллектора должно было осуществляться следующим образом: забор воды из бассейна происходит при помощи электрического насоса, опущенного в воду. Далее вода поступает в солнечный коллектор, созданный самостоятельно по змеевику из труб, который установлен под наклоном на постаменте. В процессе циркуляции по черному змеевику вода греется под воздействием ярких лучей солнца и поступает ко дну бассейна.

Конструкция солнечного коллектора

Наш коллектор, созданный самостоятельно, будет включать в себя 42 полудюймовые трубки (по 225 см каждая). Располагаются они горизонтально.
В общей сложности длина трубок составляет около 120 м (длина соединительных колен учитывается).

Необходимо сделать плоский короб черного цвета (228 х 190 х 10 см), а затем укрепить его на каркас. Окрашивание короба и каркаса следует выполнить черным антисептиком. С целью предотвращения утраты драгоценного тепла короб следует закрыть простым стеклом. Трубки коллектора также окрашиваются пульверизатор. Для этого подойдет обычная нитрокраска черного цвета.

Планируемая мощность коллектора зависит от интенсивности света и предполагается в пределах 1,6 — 2 кВт.

Схема поможет разобраться в системе подогрева воды:

В процессе деятельности мы кое-что изменили в схеме, о чем поговорим позже.

По плану коллектор должен быть установлен в солнечной местности, в нескольких метрах от бассейна. Тщательный выбор места был обусловлен тем, чтобы в будущем избежать потери тепла в магистралях и насос мог справиться с прокачкой воды по всей длине трубопровода солнечного коллектора на даче.
Также необходимо было учесть оптимальный наклон солнечного коллектора относительно горизонта.
При помощи программы 3D MAX (удобная штука) был произведен расчет и создано изображение нашего будущего солнечного коллектора.

Помимо этого были выполнены расчеты нужных деталей и составляющих для создания конструкции. Выбор трубы остановился на металлопласте. Этот материал оптимально подходит для данной цели, поскольку к его поверхности отлично пристает нитрокраска черного цвета, которой мы планируем покрасить трубки солнечного коллектора своими руками.

Смета, составленная по результатам подготовительных работ оказалась внушительной по объему.

Подготовка к самостоятельному созданию солнечного коллектора по нагреву воды

Ближе к осени началась подготовка и закупка необходимых материалов. Поскольку приобретение материалов попало на холодное время года, частичная сборка солнечного коллектора своими руками выполнялась в квартире. Скручивались детали вручную, а соединения уплотнялись при помощи специальной нити.
Наглядно вы можете это увидеть на фото:

Также, в процессе подготовительных работ был подготовлен чертеж рамы (короба) и подставки для солнечного коллектора. Чертеж основывался на том, что для рамы нашего коллектора понадобится два листа фанеры (стандартных) размером 1,52 х 1,52м и толщиной 10мм. Один из листов не раскраивается и используется в первоначальном размере, а второй необходимо разрезать на 5 кусков: 4 — 76 х 38см, 1 — 152 -76см.

Помимо это был куплен брус длинной 6 м, сечением 5 х 5хсм. Он понадобится для создания «стола» каркаса рамы и каркаса подставки.

Солнечный коллектор чертежи

В общей сложности длинна бруса — 60м (или 10 шт. по 6 м). В соответствии со сметой был куплен антисептик, который защитит раму под солнечный коллектор и каркас-подставку. Черный антисептик был приобретен с целью покрытия площади рамы-стола.

Монтаж коллектора на дачном участке

Каркас нашего солнечного коллектора планировалось установить наклонно в сторону юга. Для площадки была приобретена тротуарная плитка размерами 40 х 40см. Подготовка места включила в себя выравнивание, покрытие рубероидом, сверху насыпан щебень. На отстаивание и утрамбовку щебня необходимо время. В нашем случае это заняло около трех месяцев. После этого, сверху, площадка была снова застелена рубероидом и уже на него выложена тротуарная плитка (24 шт.).

Целесообразным будет предусмотреть обычную вилку с розеткой. Таким образом вы сможете отключать насос во время купания в бассейне и обезопасите себя от поражения электрическим током.

Подготовка каркаса-подставки для коллектора

Согласно чертежа мы начали собирать каркас-подставку. Следующим шагом была покраска наклонного стола конструкции сверху антисептиком черного цвета. С задней стороны мы покрыли поверхность бесцветной Тиккуриллой.

Следующим шагом стало изготовление рамы «стола» солнечного коллектора. Подготовленные куски бруса были скреплены стальными уголками (5 х5см) и шурупами. Фанера, нарезанная на необходимые части была также прикреплена к раме шурупами. В результате мы получили ровную площадку (стол) для установки трубок коллектора.

Следует отметить, что конструкция получилась достаточно тяжелая — 30 — 35 кг. Каркас-подставка должна быть прочной и устойчивой под воздействием ветров, весом снега и должна выдержать вес рамы, змеевика с водой и стекла. Для того, чтобы конструкция была более устойчивой, мы соорудили специальные колья из металла, которые смогут удержать каркас-подставку.

Солнечный водонагреватель

Сборка солнечного коллектора

Для начала мы подготовили металлопласт, нарезав части необходимой длины. Далее началась сборка змеевика (снизу вверх).
Белый пластик и крепления мы окрасили в черный цвет баллончиками. В общей сложности мы постарались все покрыть черной краской (трубки, крепления).
После сборки основной части конструкции, мы подключили систему непосредственно к насосу и провели испытания. Протечек обнаружено не было, да и вода поступала достаточно уверенно.

Солнечный коллектор

Наша основная цель — получить и правильно использовать максимальное тепло от солнца. Одну из главных ролей при этом играет экран защиты. Благодаря этому приспособлению в коробе аккумулируется теплая температура, а затем воздух направляется на подогрев.
В нашем случае для этой цели по краям стола был использован бордюр с покрытием антисептиком черного цвета (из вагонки).

Также мы сделали из алюминиевого уголка раму для установки стекла.

Солнечный коллектор своими руками

В результате выполнения указанных действий мы смогли снять размеры для стекла. Нарезка и установка стекла не заняла много времени. Для поддержания краев стекла был применен алюминиевый уголок. Середина держалась на центральном узле.

В результате мы получили прочную, герметичную конструкцию. Конденсат внутри замечен не был. Собирался он только снаружи в утреннее время.

Если говорить об изменениях схемы, то во-первых, в процессе работы обратный клапан бассейна мы заменили на простой краник. Данной заменой мы постарались облегчить работу насоса. С клапаном насосу придется прикладывать больше сил в процессе работы.

Во-вторых, была выполнена установка двух дополнительных кранов. Следует отметить, что кран, при помощи которого возможно перекрывать магистраль, является очень полезным приспособлением на случаи длительного отсутствия.

Проверка работы коллектора

Испытательные работы осуществлялись с использованием специального термометра. При интенсивном солнце показатель температуры воды на выходе был очень высоким (обжигала руку).

В соответствии с показателями измерений после 7 — 8 часовой работы насоса температура воды в бассейне нагрелась до 32 0 С. В дальнейшем мы поддерживали ее в пределах 32 0 С периодически подключая насос. Следует отметить, что в процессе циркуляции воды происходит обогащение кислородом.

Цель достигнута — вода моего бассейна стала теплой и комфортной.

Возможно наш опыт пригодится вам для создания автономного источника теплоснабжения для вашей дачи.

Солнечный коллектор своими руками — как собрать гелиоколлектор

монтаж коллектора на крыше

Альтернативные источники возобновляемой энергии пользуются огромной популярностью. В некоторых странах ЕС автономное теплоснабжение покрывает более 50% потребностей в энергии. В РФ солнечные коллекторы пока не получили широкого распространения. Одна из основных причин: дороговизна оборудования. За гелиопанель отечественного изготовителя потребуется отдать не менее 16-20 тыс. руб. Продукция европейских брендов обойдется еще дороже, начиная с 40-45 тыс. руб.

Изготовление солнечного коллектора своими руками будет дешевле, по крайней мере в половину. Самодельный гелиоколлектор обеспечит достаточным количеством тепла для нагрева душевой воды на 3-4 человек. Для изготовления понадобятся строительные инструменты, смекалка и подручные средства.

Из чего можно сделать гелиосистему

Для начала следует разобраться в том, какой принцип работы использует солнечный водонагреватель. Во внутреннем устройстве блока присутствуют следующие узлы:

  • корпус;
  • абсорбер;
  • теплообменник, внутри которого будет циркулировать теплоноситель;
  • отражатели для фокусировки солнечных лучей.

Заводской коллектор для нагрева воды от солнца работает следующим образом:

  • Абсорбция тепла — солнечные лучи проходят сквозь стекло, расположенное поверх корпуса, либо через вакуумные трубки. Внутренний абсорбирующий слой, контактирующий с теплообменником окрашен селективной краской. При попадании солнечных лучей на абсорбер выделяется большое количество тепла, которое собирается и используется для нагрева воды.
  • Теплопередача — абсорбер расположен в тесном контакте с теплообменником. Аккумулируемое абсорбером и передаваемое теплообменнику тепло нагревает жидкость, движущуюся по трубкам к змеевику внутри бака теплонакопителя. Циркуляция воды в водонагревателе осуществляется принудительным или естественным способом. ГВС — используется два принципа подогрева горячей воды:
    • Прямой нагрев — горячая вода после нагрева попросту сбрасывается в теплоизолированную емкость. В моноблочной гелиосистеме в качестве теплоносителя используется обычная бытовая вода.
    • Второй вариант — обеспечение ГВС с пассивным водонагревателем по принципу косвенного нагрева. Теплоноситель (часто антифриз) под давлением направляется в теплообменник гелиоколлектора. После нагрева разогретая жидкость подается в накопительный бак, внутри которого встроен змеевик (играющий роль нагревательного элемента), окруженный водой для системы горячего водоснабжения.

    Принцип работы, используемый в дорогостоящих заводских гелиосистемах, копируется и повторяется в коллекторах, изготавливаемых своими руками.

    Рабочие конструкции солнечных водонагревателей имеют схожее устройство. Только изготавливаются из подручных материалов. Существуют схемы производства коллекторов из:

    • поликарбоната;
    • вакуумных трубок;
    • ПЭТ бутылок;
    • пивных банок;
    • радиатора холодильника;
    • медных трубок;
    • ПНД и ПВХ труб.

    Судя по схемам, современные «Кулибины» отдают предпочтение самодельным системам с естественной циркуляцией, термосифонного типа. Особенность решения в том, что накопительную емкость располагают в верхней точке ГВС. Вода самотеком циркулирует в системе и подается потребителю.

    Коллектор из поликарбоната

    Изготавливают из сотовых панелей, отличающихся хорошими теплоизоляционными свойствами. Толщина листов от 4 до 30 мм. Выбор толщины поликарбоната зависит от необходимой теплоотдачи. Чем толще лист и ячейки в нем, тем больше воды сможет нагреть установка.

    Чтобы самому сделать гелиосистему, в частности самодельный солнечный водонагреватель из поликарбоната, понадобятся следующие материалы:

    • две штанги с нарезанной резьбой;
    • пропиленовые уголки, на фитингах должно быть наружное резьбовое соединение;
    • пластиковые трубы ПВХ: 2 шт, длина 1,5 м, диаметр 32;
    • 2 заглушки.

    Трубы укладывают в корпус параллельно. Подключают к ГВС через отсекающие краны. Вдоль трубы делают тонкий надрез, в который можно вставить лист поликарбоната. Благодаря принципу термосифона вода будет самостоятельно поступать в желобки (ячейки) листа, нагреваться и уходить в накопитель, расположенный вверху всей системы нагрева. Для герметизации и фиксации листов, вставленных в трубу, используют силикон, стойкий к термическому воздействию.


    Чтобы увеличить теплоэффективность коллектора из сотового поликарбоната, лист покрывают любой селективной краской. Нагрев воды после нанесения селективного покрытия ускоряется приблизительно в два раза.

    Коллектор из вакуумных трубок

    В этом случае не получится обойтись исключительно подручными средствами. Для изготовления солнечного коллектора придется купить вакуумные трубки. Их продают компании, занимающиеся обслуживанием гелиосистем и непосредственно производители гелиоводонагревателей.

    Для самостоятельного производства лучше выбирать колбы с перьевыми стержнями и тепловым каналом heat-pipe. Трубки легче монтировать и менять в случае необходимости.

    Также нужно приобрести блок-концентратор для вакуумного солнечного коллектора. При выборе обращают внимание на производительность узла (определяется по количеству трубок, которые можно одновременно подключить к устройству). Раму изготавливают самостоятельно, собирая деревянный каркас. Экономия при изготовлении в домашних условиях, с учетом приобретения готовых вакуумных трубок, составит не менее 50%.

    Гелиосистема из пластиковых бутылок

    Для приготовления потребуется около 30 шт. ПЭТ бутылок. При сборке удобнее использовать тару одинакового размера на 1 или 1,5 л. На подготовительном этапе с бутылок снимают этикетки, поверхность тщательно промывают. Кроме пластиковой тары понадобится следующее:

    • 12 м шланга для полива растений, диаметром 20 мм;
    • 8 Т-образных переходников;
    • 2 колена;
    • рулон тефлоновой пленки;
    • 2 шаровых крана.

    При изготовлении солнечных коллекторов из пластиковых бутылок внизу основания делают отверстие, равное диаметру горлышка, куда вставляют резиновый шланг, либо ПВХ трубу. Коллектор собирают в 5 рядов по 6 бутылок на каждой линии.


    В ясный день уже через 15 мин. вода нагреется до температуры 45°С. Учитывая высокую производительность солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок имеет смысл подключить к накопительной емкости в 200 л. Последнюю хорошо утепляют для предотвращения теплопотерь.

    Коллектор из алюминиевых пивных банок

    Алюминий отличается хорошими теплотехническими характеристиками. Не удивительно, что металл используют для изготовления радиаторов отопления.

    Алюминиевые банки можно применять при изготовлении самодельных гелиосистем. Для производства не подойдут банки из жести и любого другого металла.

    Для одной гелиопанели будут необходимы следующие комплектующие:

    • банки, около 15 шт. на линию, в корпус вмещается 10-15 рядов;
    • теплообменник — используется коллектор из резинового шланга, или пластиковых труб;
    • клей для склеивания банок между собой;
    • селективная краска.

    Поверхность банок окрашивается в темный цвет. Короб накрывают толстым стеклом или поликарбонатом.


    Солнечный коллектор из алюминиевых банок чаще изготавливают для воздушного отопления. При использовании водяного теплоносителя снижается теплоэффективность устройства.

    Гелиосистема из холодильника

    Еще одно популярное решение, требующее минимальных затрат времени и средств. Солнечный коллектор делают из радиатора старого холодильника. Змеевик уже окрашен в черный цвет. Достаточно только уложить решетку в деревянный корпус с изоляцией и подключить его к ГВС, при помощи пайки.

    Существует вариант изготовления из конденсатора кондиционера. Для этого несколько радиаторов соединяют в единую сеть. Если существует возможность приобрести дешево около 8 шт. конденсаторов, изготовление коллектора вполне возможно.

    Коллектор из медных трубок

    Медь отличается хорошими теплотехническими свойствами. При изготовлении медного солнечного коллектора используют:

    • трубы диаметром 1 1/4″, используемые при монтаже систем отопления и горячего водоснабжения;
    • трубы на 1/4″, используемые в системах кондиционирования;
    • газовая горелка;
    • припой и флюс.

    Корпус радиаторной решетки собирается из медных труб с большим диаметром. В поверхности просверливают отверстия равные 1/4″. В полученные пазы вставляют трубы соответствующего диаметра. Радиатор закрывают стеклом или поликарбонатом. Медь окрашивают селективной краской.

    1 изготовление корпуса

    2 укладка медного теплообменника

    3 теплообменник накрытый абсорбером

    4 абсорбирующие пластины

    5 нанесение селективного покрытия

    6 теплопоглощающее покрытие коллектора

    7 установленный коллектор

    Солнечный бойлер из ПНД труб и ПВХ шлангов

    При производстве гелиосистем используют практически любой подручный материал. Существуют решения, позволяющие изготовить коллектор из гофрошланга, резинового шланга, используемого для полива растений.

    Из металлопластиковой трубы гелиосистемы не делают из-за резиновых уплотнителей фитингов, не выдерживающих сильного нагрева. При интенсивном солнечном излучении нагрев в коллекторе достигает 300°С. При перегреве уплотнительные прокладки обязательно дадут течь.

    Существует возможность изготовления солнечного коллектора из гофрированной нержавеющей трубы. Популярность решения обусловлена скоростью и простотой монтажа. Гофротруба из нержавейки укладывается кольцами или змейкой. Недостаток, относительная дороговизна нержавеющей гофрированной трубы.

    Несмотря на существующие варианты, описанные выше, наиболее популярными остаются солнечные коллекторы из пропиленовых и ПНД труб. У каждого варианта есть свои преимущества:

    • Солнечный коллектор из ПНД трубы — для изготовления выбирают материал, устойчивый к нагреванию. Продается большое количество фитингов, облегчающих сборку теплоаккумулирующего радиатора. Трубы из полиэтилена низкого давления изначально имеют черный или темно-синий цвет, поэтому не требуют окрашивания.
    • Солнечный коллектор из ПВХ труб — популярность решения в простоте монтажа конструкции, осуществляемого с помощью пайки. Наличие большого количества уголков, тройников, американок и других фитингов облегчает процесс сборки. С помощью пайки можно создать теплообменник коллектора любой конфигурации.

    1 корпус для ПВХ коллектора

    2 укладка ПВХ труб

    3 гелиоколлектор из ПВХ трубы

    спиральный коллектор из трубы

    Изготовление солнечного водогрейного коллектора из PEX трубы:

    Гелиоколлектор из PEX трубы 1

    Гелиоколлектор из PEX трубы 2

    Гелиоколлектор из PEX трубы 3

    Гелиоколлектор из PEX трубы 4

    Гелиоколлектор из PEX трубы 5

    Гелиоколлектор из PEX трубы 6

    Гелиоколлектор из PEX трубы 7

    Гелиоколлектор из PEX трубы 8

    Гелиоколлектор из PEX трубы 9

    Гелиоколлектор из PEX трубы 10

    Гелиоколлектор из PEX трубы 11

    Гелиоколлектор из PEX трубы 12

    Все описанные трубы с той или иной эффективностью используются в качестве сердечника при изготовлении самодельного гелиоколлектора из пластиковых бутылок и алюминиевых банок.

    Как сделать селективное покрытие

    Высокоэффективный коллектор имеет высокую степень поглощения солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, после чего нагревают ее. Чем меньше излучения отталкивается от абсорбера солнечного коллектора, тем больше тепла остается в гелиосистеме.

    Чтобы обеспечить достаточную аккумуляцию тепла требуется создать селективное покрытие. Вариантов производства несколько:

    • Самодельное селективное покрытие коллектора — используют любые черные краски, которые после высыхания оставляют матовую поверхность. Есть решения, когда в качестве абсорбера коллектора применяют непрозрачную темную клеенку. На трубы теплообменника, поверхность банок и бутылок наносят черную эмаль, с матовым эффектом.
    • Специальные абсорбирующие покрытия — можно пойти другим путем, приобретя для коллектора специальную селективную краску. В состав селективных ЛКМ входят полимерные пластификаторы и присадки, обеспечивающие хорошую адгезию, теплостойкость и высокую степень поглощения солнечных лучей.


    Гелиосистемы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут обойтись окрашиванием абсорбера в черный цвет при помощи обычной краски. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. Экономить на краске нельзя.

    Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше

    Изготовить в домашних условиях солнечный коллектор, способный по техническим характеристикам и показателям сравниться с заводской продукцией нереально. С другой стороны, если требуется просто обеспечить достаточным количество воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно для работы простейшего самодельного водонагревателя.

    Что касается жидкостных коллекторов, работающих зимой — то даже не все заводские гелиосистемы могут работать при низких температурах. Всесезонные системы, это чаще всего устройства с вакуумными тепловыми трубками, с повышенным КПД, способные работать до температуры –50°С.

    Заводские гелиоколлекторы часто укомплектовываются поворотным механизмом, автоматически подстраивающим угол наклона и направленность панели по сторонам света, в зависимости от расположения Солнца.

    Эффективный солнечный водонагреватель тот, что полностью соответствует поставленным перед ним задачам. Для подогрева воды на 2-3 человек летом, можно обойтись обычным гелиоколлектором, изготовленным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую гелиосистему.

    Видеокурс по изготовлению панельного солнечного водонагревателя

    Солнечный коллектор своими руками: виды и методы сборки

    Солнечный коллектор своими руками: виды и методы сборки

    Одним из вариантов экономии электроэнергии в солнечные дни может послужить простейший солнечный коллектор. Эту конструкцию нетрудно собрать своими руками, а нагретый теплоноситель применять для отопления и разнообразных бытовых потребностей. Конструктивно такой водонагреватель состоит из абсорбера (ключевой элемент), накопительной емкости и водопроводной системы. Для повышения эффективности желательно еще включить в систему циркуляционный насос.

    Солнечные коллекторы – разновидности и нюансы

    По возможностям повышения температуры воды гелио коллекторы принято разделять на три группы.

    • t < +30° - наиболее бюджетные и легкие в изготовлении. Применяются для сушки с/х продукции, полива теплиц, летнего душа на дачах, недопущения накопления снега на солнечных панелях.
    • t +30° – +60° – конструктивно более сложные и эффективные. Используются для снабжения теплой водой преимущественно кухонь и ванных комнат загородных коттеджей.
    • t > +60° – высокотемпературная группа. Как правило, вакуумного типа с промышленными абсорберами. Предназначены для обогрева дома.

    На современном рынке представлен широкий спектр солнечных коллекторов водяного и воздушного типа отечественных и зарубежных производителей, однако их стоимость относительно высока. При сборке своими руками затраты уменьшатся кратно, а общий КПД установки снижается всего на 15-25%.

    Важно! Лучшим по эффективности является конструкция из подручных вспомогательных материалов и заводской модели абсорбера.

    Водяной солнечный коллектор – стандартная схема и производительность при условии сборки своими руками

    Наиболее распространенный вариант солнечного коллектора включает:

    • трубку или шланг, через который на нагревательный элемент будет подаваться вода или иной теплоноситель;
    • трехслойный абсорбер-водонагреватель – теплоизолятор снизу, стальной лист посередине, стекло или акрил сверху в деревянной или пластиковой раме на подставке;
    • трубку или шланг для отвода нагретой воды;
    • воздухоотводчик;
    • накопительный бак;
    • циркуляционный насос – опционно, как дополнительное оборудование.

    С целью повышения КПД поверхность адсорбирующего листа окрашивают в черный цвет термостойкой краской. Это минимизирует отражение и позволяет поглощать до 99% тепловых фотонов в профессиональных моделях и до 80% – в самодельных.

    Собрать подобный солнечный водяной коллектор самостоятельно не так уж сложно. Потребуется только набор необходимых материалов, вспомогательной периферии и минимальные навыки работы с инструментами.

    Солнечный коллектор для отопления и водоснабжения своими руками – рассчитываем параметры

    Перед изготовлением водонагревателя необходимо произвести расчет его будущей эффективности. Иначе говоря – определить, какой объем жидкости в состоянии нагреть панель определенной площади до заданных показателей температуры. Для удобства рассмотрим способности солнечного коллектора для нагревания воды или отопления, собранного своими руками, площадью 1 м2. Во сколько раз полученный результат окажется меньше планируемых потребностей и на столько потребуется увеличить площадь абсорбера с аналогичными физико-техническими характеристиками.

    1. Поглощение энергии и потери тепла

    На каждый квадратный метр поверхности падает следующее количество теплового излучения:

    Чистое небо (лето)

    Примем среднее значение за 800 Вт и произведем расчет для солнечного водяного коллектора в 1кв.м., собранного своими руками.

    Исходные данные для вычисления процента потерь:

    • корпус – деревянный короб;
    • лицевая сторона – зачерненное стекло;
    • абсорбер – стальной лист;
    • нагревающийся трубный контур в корпусе;
    • теплоизолятор – пенопласт, 10 см (коэффициент теплопроводности ≈ 0,05 Вт/м*град);
    • разница начальной и конечной температур – 30°С;
    • нагреваемый теплоноситель – вода (теплоемкость ≈ 1,15 Вт/кг*град)

    Подставим толщину и теплопроводность пенопласта в таком водяном нагревателе самостоятельной сборки в формулу и получим результат:

    0,05 / 0,1 * 30 = 15 Вт.

    Это первая часть потерь, полученная тепловыделением тыльной стороны корпуса. Вторая часть будет потеряна за счет выделения тепла в окружающее пространство трубного контура и деревянных торцов. Ее величина при такой температурной разнице примерно равна первой. Общее снижение производительности составит 15 + 15 = 30 Вт, а итоговое поглощение 800 – 30 = 770 Вт при ясной погоде и 570 Вт, если небо частично затянется облаками.

    Следовательно, солнечный водяной коллектор площадью 1 квадратный метр, который был собран своими руками, сможет нагреть:

    • за 1 час в ясную погоду 770 Вт / 1,15 Вт/кг*град ≈ 670л воды на 1°, или 22,3 л на 30°;
    • за 1 час при легкой облачности 570 Вт / 1,15 Вт/кг*град ≈ 495л воды на 1°, или 16,5 л на 30°.

    Следует принимать во внимание, что в утренние и вечерние часы, а также весной, осенью и зимой интенсивность солнечного излучения уменьшается.

    Важно! При нагреве воды до 60 градусов и выше потери тепла начинают расти экспоненциально, и времени на разогрев понадобится намного больше.

    2. Просчитываем возможности потребления

    Предположим, в загородном коттедже проживает четыре человека, и членам семьи необходимо 50 л нагретой воды в сутки каждому. Мы определили, что в среднем собранный вручную солнечный коллектор площадью 1кв.м. способен нагреть на 30 градусов около 20 л воды за час при оптимальных условиях. Среднесуточная выработка, из расчета работы установки с утра до вечера, окажется равной примерно 85 литрам – при непрямом солнце КПД быстро падает. Чтобы получить необходимые 4х50 = 200 литров воды, площадь коллектора понадобится увеличить до 200 / 85 = 2,35 м2.

    Так семья может обеспечить себя водой температурой около 50 градусов. Если гелиоколлектор ручной сборки предполагается использовать для отопления, площадь понадобится увеличивать многократно. Связано это с тем, что зимой уровень солнечной инсоляции падает не менее, чем в 5 раз, а сам день становится вдвое короче.

    Солнечный коллектор для нагрева воды и отопления – как изготовить и собрать

    О том, как сделать солнечный коллектор своими руками, выпущены тысячи видео и множество специализированных статей. О наиболее простых и распространенных вариантах коротко расскажем и мы.

    Важно! Замена абсорбера заводской сборки любыми другими самодельными поглощающими материалами приведет к снижению максимального КПД примерно на 20-25%. Причина состоит в значительных потерях тепла без использования слоя вакуума между магистралью теплоносителя и окружающей средой.

    1. Тепловой солнечный коллектор своими руками из каучукового шланга

    Самый простой в сборке и недорогой вариант водонагревателя – конструкция, в которой вместо труб используется обычный шланг из качественной резины. При его 100-метровой длине подобный гелиоколлектор собирается своими руками буквально за несколько часов, а объем горячей воды составляет 20 л. Если такого количества недостаточно, можно увеличить длину и/или оснастить систему циркулярным насосом

    Шланг должен быть достаточно тонким и иметь внутреннее сечение 2-2,5 см. Изделие с толстыми стенками не годится, поэтому армированные варианты придется исключить. Материалом может выступать резина, полипропилен, ПВХ. Последние варианты, из-за лучших прочностных качеств полимеров, предпочтительней.

    Укладка производится в любой самодельный короб методом скручивания шланга в спираль и фиксации колец относительно друг друга. Также рекомендуется прикрепить кольцевую заготовку к нижней стороне такого бокса, во избежание периодического смещения. Корпус желательно окрасить в черный цвет, что значительно повысит КПД конструкции.

    2. Плоский солнечный коллектор своими руками из оконной рамы для нагрева воды

    Очень удобной в качестве основы является и старая двойная оконная рама. Сборка своими руками такой модели солнечного коллектора производится следующим путем:

    • к нижней части крепится слой теплоизоляции;
    • на него укладывается стальной лист, окрашенный черной краской;
    • поверх него спиралью либо змейкой крепится медная или полимерная трубка сечением около половины дюйма (≈1,25 см);
    • почти готовая конструкция зажимается сверху второй половиной рамы – для скрепления створок можно использовать болты, струбцины либо винты;
    • накопительный бак закрепляется на 40-50 см выше абсорбера – это позволит холодной воде течь самотеком, а горячей подниматься под воздействием давления;
    • если будет использоваться сборочная емкость, ее рекомендуется качественно утеплить, чтобы избежать ненужных потерь тепла.

    Денежные расходы и трудоемкость сборки своими руками подобного солнечного коллектора следует признать незначительными, а КПД может достигать 75%.

    3. Солнечный коллектор своими руками из деталей выброшенного холодильника

    Мастера-самоучки приспособились изготавливать солнечные водяные коллекторы из подходящих деталей самой разнообразной техники. Чаще других встречаются модели из автомобильных радиаторов и конденсаторов выброшенных на свалку холодильников.

    Последний вариант удобен тем, что в наличии уже имеется готовая система циркуляции воды. Необходимо лишь тщательно промыть трубки и решетку и запастись следующими материалами:

    • емкостью для воды;
    • резиновым ковриком в качестве подложки;
    • металлической фольгой для снижения теплопотерь;
    • скотчем для скрепления деталей;
    • деревянными брусками на будущую раму;
    • оконным стеклом для верхнего защитного слоя.

    Далее пошагово осуществляется этап сборки своими руками солнечного коллектора из старого холодильника:

    • изготавливается деревянный короб по размеру решетки-конденсатора;
    • днище выстилается металлической фольгой;
    • щели заготовки тщательно заклеиваются скотчем;
    • емкость для воды закрепляется на 30-40 см выше места, где расположена верхняя выводная трубка теплообменника конденсатора и соединяется с ним шлангом;
    • при желании повысить скорость циркуляции воды в схему солнечного коллектора можно включить насос от аквариума;
    • поверх почти готовой конструкции укладывается и закрепляется стекло;
    • швы еще раз проверяются и тщательно герметизируются.

    Самодельный коллектор подобного типа за час способен нагреть 10 л воды с 20° до 45° Цельсия.

    4. Воздушный солнечный коллектор из профнастила своими руками

    Отдельно следует упомянуть воздушные солнечные коллекторы. Своими руками они собираются по аналогичному принципу, но вместо воды нагревают обычный воздух. Примером такой установки может служить нагревательная система с абсорбером в виде листа профнастила. Местом его установки может выступать обычный оконный проем помещения, в которое необходимо подавать сухой горячий воздух.

    Пошаговый процесс сборки следующий:

    • в стене просверливаются вентиляционные отверстия – через них будет подаваться свежий воздух и выводиться горячий;
    • из деревянного бруса толщиной 10-15 мм изготавливается прямоугольный короб под размер проема – например, 180 на 120 см;
    • с тыльной стороны корпуса прикручивается саморезами лист влагостойкой фанеры толщиной 6-8 мм;
    • изнутри на днище вплотную вкладывается рамка из брусков квадратным сечением 4х4 см и наполняется теплоизолятором – минеральной ватой;
    • поверх нее набивается лист профнастила типа Н57 соответствующих размеров;
    • производится его окраска матовой краской глубокого черного цвета;
    • сверху закрепляется прозрачное классическое стекло или качественный акрил (можно использовать половину старой оконной рамы);
    • сверлятся в боковинах отверстия для доступа воздуха.

    Наш воздушный солнечный коллектор, изготовленный своими руками, готов.

    Эффективность такой установки примерно следующая:

    5. Вакуумные солнечные коллекторы для отопления дома своими руками

    Наиболее производительными среди самодельных вариантов являются вакуумные солнечные коллекторы. Процедура их сборки для отопления или снабжения теплой водой тоже осуществляется своими руками. Но в конструкции используются специальная панель со стеклянными двухслойными колбами, откуда промышленным способом выкачан воздух, и трубкой-магистралью из меди с теплоносителем.

    За счет внедрения вакуумной технологии себестоимость таких водонагревателей выше, но это окупается значительным повышением КПД.

    Последовательность сборки коллектора стандартная:

    • сколачивается короб с фанерным днищем и боковыми планками, сечение которых больше, чем диаметр приобретенных трубок;
    • нижним слоем выступает теплоизолятор-пенопласт толщиной ≈ 100 мм;
    • далее укладываются вакуумные трубки – скрепление их выполняется специальными фиксаторами (продаются в комплекте);
    • монтируется абсорбер – выкрашенный черным лист оцинкованной стали либо приобретенный в магазине профессиональный вариант;
    • контур остекляют и подвергается тщательной герметизации.

    Для отопления дома подобный солнечный коллектор эффективнее, чем собранный своими руками полностью из легкодоступных и недорогих материалов. Однако летом простаивание полупрофессиональной модели нецелесообразно, поэтому оптимально устанавливать ее и с целью летнего снабжения теплой водой теплиц.

    Важно! Даже лучший солнечный коллектор не заменит Вам полноценную отопительную систему. Поэтому его использование предполагается лишь как вспомогательное и повышающее общую энергоэффективность жилья.

    Как улучшить КПД самодельных конвекторов

    Ключевым элементом всех солнечных коллекторов – как заводского изготовления, так и собранных своими руками – являются абсорберы. Благодаря таким поглотителям излучения поток фотонов солнца преобразуется в тепло и далее передается теплоносителю. Основная задача абсорберов, как и всех прочих преобразователей энергии – оптимизировать уровень поглощения и потерь. Первый всегда стремятся увеличить, а второй уменьшить.

    Использование в качестве абсорберов подручных материалов и покрытие их черной краской позволяет довести процент поглощения α (альфа) почти до профессионального уровня в 92-95%. Однако добиться аналогичного результата со снижением почти до нуля теплоотдачи ε (эпсилон) в собранных своими руками солнечных коллекторах невозможно.

    Промышленные абсорберы имеют такую возможность и используют для повышения КПД две технологии – селективное покрытие поглотителя и помещение трубки с теплоносителем в вакуумную колбу. Абсорбция многослойного – 10-16 слоев – абсорбера заводской сборки практически не допускает обратного отражения света. А наличие вакуума между медными трубками с водой и внешней стеклянной оболочкой сводит потери тепла во внешнюю среду почти до нуля.

    Применяются в фирменных абсорберах и прочие важные технологии – серебрение поверхности, чрезвычайно прозрачное и сверхпрочное боросиликатное стекло, бариумный поглотитель для увеличения срока службы трубок и т.д.

    Это позволяет эффективно использовать коллекторы вакуумного типа, как всепогодные, даже зимой, для отопления дач или теплиц, а также кратно увеличивать срок их службы.

    Если Вашей целью является сборка максимально эффективного солнечного коллектора для отопления и/или горячего водоснабжения дома своими руками, приобретите для него профессиональный абсорбер в нашем магазине: смотреть описание и цены .

    За счет меньших потерь тепла, всепогодности и длительного срока службы Ваши вложения многократно окупятся.

    Как сделать плоский солнечный коллектор для отопления

    Как собрать солнечный подогреватель воды

    Использование бесплатной энергии солнца – хороший метод сэкономить топливо и электричество, расходуемое на отопление частного дома. Массовому применению гелиосистем мешает высокая цена теплоприемников и сопутствующего оборудования – накопительного бака, циркуляционного насоса, электронного блока управления и прочей арматуры. Единственный способ снизить затраты – сделать солнечный коллектор своими руками из недорогих материалов и собрать стандартную схему обвязки.

    Принцип работы солнечных нагревателей

    Прежде чем браться за изготовление самодельной гелиосистемы, стоит изучить устройство солнечных коллекторов заводского изготовления – воздушных и водяных. Первые используются для прямого отопления помещений, вторые применяются в качестве нагревателей воды либо незамерзающего теплоносителя — антифриза.

    Справка. Воздушные установки не слишком популярны из-за ограниченной функциональности. Водонагревательные гелиоколлекторы более востребованы, поскольку могут обеспечивать работу отопления, ГВС, поднимать температуру в открытых бассейнах.

    Виды солнечных водогрейных панелей

    Главный элемент гелиосистемы – сам солнечный коллектор, предлагаемый в 3 вариантах исполнения:

    1. Плоский водяной нагреватель. Представляет собой герметичный короб, утепленный снизу. Внутри расположен тепловой приемник (абсорбер) из металлического листа, на котором закреплен медный змеевик. Сверху элемент закрыт прочным стеклом.
    2. Конструкция воздухонагревательного коллектора аналогична предыдущему варианту, только по трубкам вместо теплоносителя циркулирует воздух, нагнетаемый вентилятором.
    3. Устройство трубчатого вакуумного коллектора кардинально отличается от плоских моделей. Аппарат состоит из прочных стеклянных колб, куда помещены медные трубки. Их концы подсоединяются к 2 магистралям – подающей и обратной, воздух из колб откачан.

    Дополнение. Существует и другая разновидность вакуумных водяных нагревателей, где стеклянные колбы наглухо запаяны и наполнены специальным веществом, испаряющимся при невысокой температуре. При испарении газ поглощает большое количество теплоты, передаваемое воде. В процессе теплообмена вещество снова конденсируется и стекает на дно колбы, как показано на картинке.

    Как работает вакуумный коллектор

    Устройство вакуумной трубки прямого нагрева (слева) и колбы, работающей за счет испарения / конденсации жидкости

    Перечисленные типы коллекторов используют принцип прямой передачи теплоты солнечного облучения (иначе – инсоляции) протекающей жидкости или воздуху. Плоский водонагреватель работает так:

    1. Через медный теплообменник со скоростью 0.3—0.8 м/с движется вода либо антифриз, прокачиваемый циркуляционным насосом (хотя бывают и самотечные модели для уличного душа).
    2. Лучи солнца разогревают абсорбирующий лист и плотно соединенную с ним трубу змеевика. Температура протекающего теплоносителя поднимается на 15—80 градусов в зависимости от сезона, времени суток и уличной погоды.
    3. Чтобы исключить тепловые потери, дно и боковые поверхности корпуса утеплены пенополиуретаном либо экструзионным пенополистиролом.
    4. Прозрачное верхнее стекло выполняет 3 функции: защищает селективное покрытие абсорбера, не позволяет ветру обдувать змеевик и создает герметичную воздушную прослойку, удерживающую тепло.
    5. Горячий теплоноситель поступает в теплообменник накопительного бака – буферной емкости или бойлера косвенного нагрева.

    Устройство плоской гелиоустановки

    Поскольку температура воды в контуре аппарата колеблется вместе с изменением времен года и суток, солнечный коллектор не может использоваться для отопления и ГВС напрямую. Полученная от солнца энергия передается основному теплоносителю через змеевик бака — аккумулятора (бойлера).

    Исключение – гелиоустановки для бассейнов, нагревающие воду резервуара напрямую либо через простой теплообменник.

    Эффективность трубчатых аппаратов повышена за счет вакуума и внутренней отражающей стенки в каждой колбе. Лучи солнца свободно проходят сквозь безвоздушную прослойку и греют медную трубку с антифризом, но тепло не может преодолеть вакуум и выйти наружу, поэтому потери минимальны. Другая часть излучения попадает в отражатель и фокусируется на водяной магистрали. По заверениям производителей, КПД установки достигает 80%.

    Устройство гелиосистемы в загородном коттедже

    Когда вода в баке нагрета до нужной температуры, солнечные теплообменники переключаются на бассейн с помощью трехходового клапана

    Изготавливаем водяной коллектор

    Водонагреватель вакуумного типа сделать в домашних условиях не выйдет по понятным причинам. Поэтому беремся за плоскую конструкцию с теплообменником и собирающим солнечные лучи абсорбером. В идеале нужно рассчитать площадь приемника и температуру воды на выходе, зависящую от многих факторов:

    • регион проживания и уровень инсоляции;
    • температура окружающей среды, особенно в зимний период;
    • площадь теплообменной поверхности, воспринимающей облучение солнцем;
    • материал и покрытие змеевика;
    • температура теплоносителя на входе;
    • угол наклона панели по отношению к солнечным лучам;
    • скорость течения воды по трубам теплообменника.

    В интернете нетрудно отыскать расчеты производительности солнечного коллектора, но предупреждаем — вычисления весьма неточные.

    Пример. За основу принимается факт: в ясный день на 1 м² поверхности попадает 500—800 Вт энергии солнца. Дальше по школьной формуле m = Q / 1.163 х Δt определяем массу воды, нагретую на 40 °С теплообменником 1 м²: 500 / 1,163 х 40 = 10.7 литра в час. При инсоляции 800 Вт/м² удастся нагреть 17.2 л/ч. Но дьявол кроется в деталях: изначальный показатель 0.5—0.8 кВт на квадратный метр – цифра очень приблизительная.

    Коллектор из шланга и оконных рам

    Приемник тепла из ПНД труб (слева) и бухт садового шланга, помещенных внутрь оконных рам (справа)

    Мы предлагаем упрощенный подход к вопросу, изложенный в пошаговой инструкции:

    1. Определите место и площадь, которую вы готовы отдать под коллектор.
    2. Ориентируясь по ценам на материалы, выберите подходящий вариант для сборки змеевика и корпуса.
    3. Изготовьте опытный образец, подключите к отоплению либо водоснабжению по правильной схеме. Способы обвязки мы покажем в следующих разделах данной статьи.
    4. Испытайте греющий контур в домашних условиях и сделайте дальнейшие выводы о наращивании / уменьшении мощности, изменении конструкции и так далее.

    Теперь пройдем каждый этап по отдельности, заостряя внимание на подводных камнях.

    Размещение тепловой установки

    Собственно, вариантов расположения самодельного коллектора всего два: на крыше здания либо открытой площадке придомового участка. Выбирая место, соблюдайте простые правила:

    Расположение солнечных батарей

    1. Площадка должна быть максимально освещена в течение дня, не затеняться деревьями и другими хозяйственными постройками.
    2. При установке на крышу выбирается более пологий скат, куда всегда попадает солнечное излучение. Понятно, что крутая часть ломаной мансардной кровли не подойдет.
    3. Водогрейную установку, предназначенную для отопления либо горячего водоснабжения, не относите далеко от жилища. Увеличится длина подающих трубопроводов, теплопотери и стоимость монтажа.
    4. Наземный коллектор ориентируйте таким образом, чтобы солнце, визуально движущееся с востока на запад, постоянно освещало теплоприемник. Угол установки панели – 60±15°.

    Примечание. Эффективность греющего элемента можно повысить с помощью параболического солнечного концентратора, собирающего лучи в единый пучок, который направляется на абсорбер. Конструкция и способы сборки вогнутого зеркала показаны на видео.

    Солнечные установки, рассчитанные на подогрев воды в летнем душе, располагаются на крыше этого строения и присоединяются по самотечной схеме. Устройства для нагрева бассейнов размещаются рядом с чашей резервуара.

    Выбор материалов

    Подборку комплектующих для изготовления солнечных водонагревателей своими руками мы сделали на основании отзывов и тем, обсуждаемых на популярном форуме Forumhouse. Итак, прямоугольный короб приемника обычно делается из деревянного бруса либо готовых рам старых окон. Задняя стенка корпуса утепляется базальтовой ватой, пенопластом или экструдированным пенополистиролом.

    Совет. Дно короба можно сделать из фольгированного полимерного утеплителя. Металлический слой послужит абсорбером – ставить дополнительный лист не придется.

    Теплообменники домашние умельцы изготавливают из разнообразных труб:

    С точки зрения эффективности и долговечности лучше применять трубки из алюминия, меди и нержавеющей стали, обладающие наилучшей теплопроводностью. Недостаток материала – высокая цена.

    Пластиковые трубы значительно дешевле металлических и проще в монтаже. Но при использовании полимеров нужно учитывать ряд нюансов:

    • любые пластмассы постепенно разрушаются под воздействием ультрафиолетового излучения;
    • стенки труб ППР слишком толстые, плохо проводят тепло;
    • качественный металлопластик слишком дорог для наших целей, а дешевый нередко расслаивается на изгибах и быстро разрушается на солнце;
    • сшитый полиэтилен «запоминает» первоначальный изгиб в бухте, из него удобно делать кольцевой змеевик, а выпрямить непросто;
    • трубы ПНД нужно покупать пищевой серии (с синей полосой), она лучше защищена от ультрафиолета.

    Справка. Простейший вариант теплообменника для бассейна – черный садовый шланг, уложенный «улиткой». Минус материала – растрескивание резины от длительного воздействия солнца.

    Теплоприемник из сотового поликарбоната

    Сквозь соты поликарбоната можно пропустить воду, нагреваемую солнцем. К торцу листа припаивается коллектор – полимерная труба

    Тонкостенные трубы ПНД – отличный выбор по соотношению цена/качество. Черная поверхность хорошо поглощает солнечное тепло, соединительные фитинги стоят недорого. К абсорберу трубопровод крепится пластиковыми хомутами либо жестяной полосой на саморезах.

    В качестве абсорбирующего листа можно применить обычную или нержавеющую сталь, окрашенную в черный цвет. Идеальный вариант – листовой алюминий либо медь.

    Верх короба закрывается следующими прозрачными материалами на выбор:

    Совет. Не применяйте в качестве светопрозрачного элемента готовые стеклопакеты от пластиковых окон. Зимой при большом перепаде температур между уличным воздухом и закрытой камерой коллектора двухслойный пакет не выдерживает и трескается.

    Рекомендации по сборке

    Процесс изготовления солнечного коллектора настолько очевиден, что расписывать пошаговые инструкции не имеет смысла. Задача – смастерить максимально герметичную камеру, установив внутри теплообменник на металлическом абсорбере. Мы просто дадим ряд советов, дабы уберечь вас от ошибок:

    1. Трубы теплообменника можно укладывать продольно либо спиралью (улиткой). Расстояние между соседними линиями (витками) делайте небольшим – от 1 до 4 см.
    2. Воздухонепроницаемость корпуса достигается промазыванием стыков силиконовым герметиком либо прокладыванием резиновых уплотнителей.
    3. Трубки крепятся к основанию любым удобным способом – пластмассовыми хомутиками, металлической полосой либо просто фиксируются по бокам саморезами.
    4. Вся внутренняя полость окрашивается термостойкой эмалью черного цвета (продается в аэрозольных баллончиках).
    5. Толщина теплоизоляционного слоя на задней стенке водонагревателя – минимум 50 мм.
    6. Сверху проще всего натянуть прозрачную пленку — это лучший вариант для опытного экземпляра. Впоследствии ее нетрудно заменить стеклом.

    Еще рекомендация. Деревянные детали стоит обработать антисептиком. Раму, сваренную из стальных профилей, покройте грунтовкой и 2 слоями светлой краски.

    После сборки панели теплоприемника заполните змеевик водой и проверьте на герметичность. Затем проведите испытания солнечного коллектора — подключите вывода к баку, установите панель на солнце и периодически измеряйте температуру воды, учитывая время нагрева. На основе реальных показателей несложно выяснить производительность водонагревателя.

    Процесс изготовления самодельного коллектора с медным теплообменником смотрите на видео:

    Схема подключения

    Коллектор, предназначенный для подогрева воды в душе, подсоединяется к накопительному баку по самотечной схеме. Важное условие: гелиоустановка должна располагаться ниже основной емкости, чтобы горячая вода меньшей плотности поднималась по трубе и вытесняла холодную. Конструкция такой системы показана на чертеже.

    Самотечное подключение солнечной установки с подпиткой

    При подключении к бойлеру либо теплоаккумулятору солнечный коллектор выступает как полноценный источник тепла. Производители гелиосистем предлагают использовать двухтрубную напорную схему, включающую обязательные элементы обвязки:

    • циркуляционный насос, развивающий давление 0.4 Бар;
    • расширительный бак мембранного типа;
    • автоматический воздухоотводчик;
    • клапан предохранительный, рассчитанный на срабатывание при давлении 2 Бар;
    • манометр;
    • термометр;
    • запорная арматура, вентиль подпитки;
    • контроллер с двумя датчиками температуры;
    • теплоизоляция для подводящих трубопроводов.

    Важный момент. Если к буферной емкости подключается батарея из нескольких коллекторов, производительность насоса и объем расширительного бачка нужно увеличить. Минимальная вместительность мембранного резервуара – 10% от общего количества теплоносителя в контуре.

    Как правильно обвязать солнечный водонагреватель

    Схема функционирует так:

    1. Теплоприемник присоединяется к нижнему змеевику буферной емкости, где вода холоднее.
    2. Контроллер посредством датчиков сравнивает температуру воды (антифриза) в подающей трубе и теплоаккумуляторе.
    3. Электронный блок останавливает насос, когда температура воды в резервуаре равна либо превышает температуру теплоносителя на подаче.
    4. Попадающий в контур воздух сбрасывается через автоматический клапан, установленный в верхней точке системы.
    5. В случае перегрева теплоносителя из-за остановки насоса (ведь солнце выключить невозможно) сработает предохранительный клапан и стравит лишнее давление.

    Самый дорогой элемент схемы – электронный блок управления. Как можно обойтись без контроллера:

    • купить на Aliexpress более дешевый термостат, срабатывающий по разнице температур;
    • установить таймер день–ночь и механический термостат, отключающий насос при максимальном нагреве буферной емкости.

    Как работает дешевый китайский блок управления (цена — 15 у. е.), смотрите в видеообзоре:

    Отопление воздушной гелиосистемой

    Установка подогрева воздуха делается аналогичным образом, только теплообменник выполняется из труб большего диаметра, а нагнетание обеспечивает вентилятор. Приемник излучения умельцы изготавливают из таких материалов:

    • алюминиевая гофра для вентиляции;
    • пластиковые бутылки, вставленные одна в другую;
    • пивные банки с вырезанным дном.

    Установка воздухонагревателя на крышу

    В коробе выполняется 2 отверстия под воздушные трубы, внутри прокладывается мелкая сетка, исключающая попадание насекомых. Вентилятор – кулер от компьютера – устанавливается на одном из отверстий, теплообменная часть окрашивается в черный цвет. Подводящие трубы утепляются и прокладываются в обогреваемое помещение. Алгоритм сборки воздушного коллектора показан в видеосюжете:

    Заключение

    Привлекательность солнечных коллекторов обусловлена ростом цен на энергоносители. Хотя зимой производительность водонагревателей снижается, солнечное тепло дает заметную экономию по расходу топлива основным источником — котлом. Если вы хотите максимально обогревать свой загородный дом бесплатной энергией солнца, советуем обратить внимание на установки с зеркальными концентраторами. Эти крайне эффективные устройства широко применяются в странах Европы и Америки.

    Делаем солнечный коллектор своими руками

    Концепция энергетически эффективного дома предполагает создание, внедрение и эксплуатацию возобновляемых источников энергии. Все большее распространение стали получать собранные солнечный коллектор своими руками, которые не так давно встречались крайне редко.

    Постоянное совершенствование гелиосистем, существенное падение цен на них привило к еще большему появлению их в обыденной жизни. Стоимость заводских моделей сегодня соизмерима с затратами, необходимыми на обустройство классической системы отопления. Однако такую технологию может сделать каждый самостоятельно.

    солнечный коллектор

    Принцип работы солнечного коллектора

    Если кратко описать принцип работы коллектора – он необходим для захвата солнечной тепловой энергии. В дальнейшем она концентрируется и используется человеком.

    Коллекторная система состоит из следующих составляющих:

    • Тепловой аккумулятор (обычная емкость под жидкость)
    • Теплообменный контур
    • Непосредственно коллектор

    Жидкий или газообразный теплоноситель циркулирует по коллектору. Полученная энергия нагревает его и, посредством смонтированного бака-аккумулятора, передает тепло воде.

    солнечный коллектор своими руками

    Нагретая жидкость хранится в баке до того, покуда она не будет использована. Сфера ее применения очень широка – от обычных хозяйственных нужд до отопления дома. Чтобы вода быстро не остывала, необходимо качественно тепло изолировать емкость.

    Циркуляцию воды в коллекторе делают одним из двух способов: естественным или принудительным способом. В баке-аккумуляторе может монтироваться дополнительный элемент, нагревающий жидкость, который будет включаться при достижении низких температур окружающей среды и поддерживать температуру воды, например, зимой, когда солнцестояние непродолжительное.

    Вводное видео об устройстве водонагревателя

    Виды солнечных коллекторов

    Планируя солнечный коллектор своими руками и установить в доме, необходимо определиться с типом конструкции:

    • Воздушный
    • Вакуумный

    Модели, у которых теплоносителем является воздух, используются крайне редко. Это связано со свойствами жидкости — тепло она проводит значительно лучше, чем газ. Воздушные коллекторы чаще делают плоской формы, чтобы воздух, контактируя с поглощающим устройством, естественным образом нагревался.

    схема воздушного коллектора

    схема воздушного солнечного коллектора

    Вакуумные солнечные коллекторы

    Вакуумные модели самые сложные. Вместо коробки, которая покрывается стеклом, у него используются большие по габаритам трубки из стекла. Внутри них имеются трубочки с меньшим диаметром, в которых находится абсорбер, собирающий тепловую энергию. Между трубками – вакуум, он выполняет роль теплоизолятора.

    схема вакумного солнечного коллектора

    схема вакумного солнечного коллектора

    Плоские солнечные коллекторы

    Самым распространенным является плоский солнечный коллектор, внутри которого располагается специальный абсорбирующий слой, помещенный в стеклянную коробку. Он соединяется с трубками, по которым перемещается жидкий теплоноситель (чаще пропилен-гликоль).

    схема плоского теплоносителя

    схема плоского солнечного коллектора

    Но решаясь смастерить солнечный коллектор своими руками, необходимо понимать, что сделать столь сложные устройства невозможно, аналогичные промышленным. К тому же, их КПД будет значительно ниже, меньше эксплуатационный срок, но и материальные вложения тоже.

    Хотите узнать больше про альтернативное отопление дома ?

    Читайте так же, о том как сделать отопление дома на солнечных батареях

    Чертежи конструкций

    чертеж солнечного коллектора

    чертеж солнечного водонагревателя

    Приступаем к работе

    Прежде чем сооружать солнечный коллектор, необходимо произвести соответствующие расчеты и определить, как много энергии он должен производить. Но от самодельной установки ждать высокого КПД не стоит. Сориентировавшись, что его будет достаточно – можно приступать.

    Работу можно поделить на несколько основных этапов:

    1. Изготовить короб
    2. Изготовить радиатор или теплообменник
    3. Изготовить аванкамеру и накопитель
    4. Собрать коллектор

    схема системы нагревателя

    Чтобы изготовить коробку под солнечный коллектор своими руками, следует заготовить обрезную доску толщиной 25-35 мм и в ширину 100-130 мм. Дно ее следует сделать текстолитовым, оснастив его ребрами. Оно также должно быть хорошо теплоизолированное при помощи пенопласта (но предпочтение отдают минеральной вате), накрытого оцинкованным листом.

    Еще 4 эффективных способа альтернативного отопления дома

    О которых вы можете узнать в нашей следующей статье

    Подготовив короб, настает пора мастерить теплообменник. Следует придерживаться инструкции:

    1. Необходимо подготовить 15 тонкостенных металлических трубок длиной 160 см и две дюймовые трубы длиной 70 см
    2. В обоих утолщенных трубках сверлятся отверстия диаметра меньших трубок, в которые они будут устанавливаться. При этом нужно следить за тем, чтоб они были по одной стороне соосны, максимальный шаг между ними 4.5 см
    3. Следующий этап – все трубки нужно собрать в единую конструкцию и надежно сварить
    4. Теплообменник монтируется на лист оцинковки (ранее прикрепленный к коробу) и фиксируется при помощи стальных хомутов (можно сделать металлические зажимы)
    5. Днище короба рекомендуют покрасить в темный цвет (например, черный) – он будет лучше поглощать солнечное тепло, но чтобы снизить тепловые потери, внешние элементы красятся белым
    6. Завершить монтаж коллектора необходимо установкой покровного стекла около стенок, при этом не забыв о надежной герметизации стыков
    7. Между трубками и стеклом оставляется расстояние, равное 10-12 мм

    Остается соорудить накопитель под солнечный коллектор. Его роль может исполнять герметичная емкость, объем которой варьируется около 150-400 л. Если найти одну такую бочку не удается, можно сварить между собой несколько небольших.

    Как и коллектор, накопительный бак основательно изолируют от потерь тепла. Остается изготовить аванкамеру – небольшой сосуд объемом 35-40 л. Он должен оснащаться падающим воду устройством (шарнирным краном).

    устройство солнечного нагревателя

    Остается самый ответственный и важный этап – собрать коллектор воедино. Сделать это можно таким образом:

    1. Вначале необходимо установить аванкамеру и накопитель. Необходимо следить, чтоб уровень жидкости в последнем был на 0.8 м ниже, чем в аванкамере. Так как воды в таких устройствах может собираться немало, необходимо продумать, каким образом они будут надежно перекрываться
    2. Коллектор размещается на крыше дома. Исходя из практики, рекомендуется делать это на южной стороне, наклонив установку под углом 35-40 градусов к горизонту
    3. Но нужно учитывать, что между накопителем и теплообменником расстояние не должно превышать 0.5-0.7 м, иначе потери будут слишком существенны
    4. В конце должна получиться следующая последовательность: аванкамера обязана располагаться выше накопителя, последний – выше коллектора

    Наступает самый ответственный этап – необходимо соединить все составляющие воедино и подключить к готовой системе водопроводную сеть. Для этого потребуется посетить магазин сантехники и приобрести необходимые фитинги, переходники, сгоны и прочую запорную арматуру. Высоконапорные участки рекомендуют соединять трубой диаметром 0.5 дюйма, низконапорные – 1 дюйм.

    Введение в эксплуатацию выполняется следующим образом:

    1. Установка заполняется водой посредством нижнего дренажного отверстия
    2. Подсоединяется аванкамера и регулируются уровни жидкости
    3. Необходимо пройтись вдоль системы и проверить, чтобы не было утечек
    4. Все готово к повседневной эксплуатации

    Солнечный коллектор из змеевика холодильника

    Солнечный коллектор своими руками можно смастерить из обычного змеевика, снятого со старого холодильника. Для работы потребуется подготовить:

    1. Непосредственно змеевик
    2. Рейки и фольга для каркаса
    3. Бочка или бак для воды
    4. Резиновый коврик
    5. Запорная арматура (вентили, труб и т. д.)
    6. Стекло

    солнечный коллектор своими руками из змеевика

    Промыв змеевик от фреона, необходимо сбить вокруг реечный каркас. Его точные размеры будут зависеть от размера рабочего узла, который был демонтирован с холодильника. Коврик необходимо подогнать под рейки, среди которых змеевик должен свободно располагаться.

    На резиновый коврик (дно каркаса) укладывается фольгирующий слой. Затем змеевик фиксируют при помощи винтовых хомутов. В стенках проделываются отверстия, через которые будут проходить трубы. Повысить продуктивность можно за счет герметизации стыков герметикам.

    змеевик для солнечного коллектора

    Дно также укрепляется рейками. Сверху монтируется стекло и фиксируют при помощи скотча. Чтобы не волноваться, можно вырезать несколько алюминиевых пластинок и сделать из них прижимы.

    Видео о техническом устройстве и испытании солнечного коллектора:

    Такое сооружение, как солнечный коллектор своими руками, может существенно повысить уровень комфорта в загородном доме или на даче. Пусть незначительно, но оно снижает траты на потребляемую энергию, вырабатываемую классическими источниками энергии.

    Солнечный коллектор своими руками

    Солнечный коллектор своими руками Экономия, Pinterest, Очумелые ручки, Длиннопост, Солнечный коллектор

    Гелиоприемник сделан из пустых банок из-под пива или других напитков, которые окрашены матовой черной краской, устойчивой к высоким температурам. Верхняя часть (крышка) банки специально разработана для обеспечения большей эффективности теплообмена между воздухом и поверхностью банки. (Просьба соблюдать технологию!).

    Когда солнечно, независимо от наружной температуры, воздух нагревается в банках очень быстро. Вентилятор возвращает воздух обратно с подогревом воздуха, и в комнате тепло.

    Солнечный коллектор своими руками Экономия, Pinterest, Очумелые ручки, Длиннопост, Солнечный коллектор

    1. Готовим банки

    Для начала мы собрали пустые банки, из которых составим панели солнечных батарей. Надо мыть банки сразу, как только они начинают распространять запахи. Внимание! Банки, как правило, сделаны из алюминия, но есть также некоторые из железа. Банки могут быть проверены с помощью магнита.

    В днище каждой баночки вставляется пробойник (или гвоздь) и делаются аккуратные отверстия, хотя можно и просверлить дрелью. Затем вставляется суппорт и искажается в соответствии с рисунком.

    Вместо этого, Вы можете использовать специальные инструменты или большие крестовые отвертки. Верхняя часть банки режется ножницами и изгибается так, чтобы получился «плавник». Его миссия заключается в содействии турбулентному потоку воздуха, чтобы собрать как можно больше тепла от нагретой стенки банки. (Просьба соблюдать технологию!) Всё это необходимо сделать до склеивания банок.

    2. Удаляем жир и грязь с поверхности банки

    Любое синтетическое средство обезжиривания будет служить достаточно хорошо для этой цели. Обезжиривание выполнять только на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении.

    3. Садим банки на клей

    Солнечный коллектор своими руками Экономия, Pinterest, Очумелые ручки, Длиннопост, Солнечный коллектор

    Солнечный коллектор своими руками Экономия, Pinterest, Очумелые ручки, Длиннопост, Солнечный коллектор

    Солнечный коллектор своими руками Экономия, Pinterest, Очумелые ручки, Длиннопост, Солнечный коллектор

    Лента клея или силикона на банке устойчива к высоким температурам, по крайней мере, до 200 °C. Есть также продукты для склеивания, которые могут выдержать до 280 ° C или 300 ° C. Донышко банки и верх идеально подходят друг к другу, аккуратно нанесите клей. Подробно разрез склеенных банок можно увидеть на рисунке.

    Чтобы не промахнуться с вертикалью-горизонталью, лучше заранее сделать шаблон из двух досок, сбитых гвоздями под углом 90 градусов. Шаблон на рисунке, будет оказывать поддержку во время сушки банок в целях получения прямой трубы — солнечного тоннеля.

    4. Делаем каркас

    Солнечный коллектор своими руками Экономия, Pinterest, Очумелые ручки, Длиннопост, Солнечный коллектор

    Коробки впускной и выпускной части сделаны из дерева или алюминия, толщиной 1 мм; зазоры в краях закрываются клейкой лентой или термостойким силиконом. Круглые отверстия по размеру банок выполнены специальной насадкой на дрель, или буром.

    5. Склеиваем коробку

    Клей сохнет очень медленно. Не забудьте дать ему высохнуть в течение хотя бы 24 часов. Корпус Гелиоприемника сделан из дерева. Задняя часть коробки солнечного коллектора – из фанеры. В целях дальнейшего укрепления структуры вы можете сделать внутреннюю стенку.

    Солнечный коллектор своими руками Экономия, Pinterest, Очумелые ручки, Длиннопост, Солнечный коллектор

    6. Теплоизоляция солнечного коллектора

    Между разделами применяется изоляция – из стекловолокна или пенопласта. Все это закрывается крышкой из тонкой фанеры. Обратите особое внимание на изоляцию вокруг отверстия для входа и выхода воздуха в солнечном коллекторе.

    7. Крепление солнечного коллектора

    В конце работы Гелиоприемник окрашивается в черный цвет, и помещается в шкаф. Сверху покрывается оргстеклом, тщательно подогнанным к раме. Поликарбонат / Оргстекло должен быть (желательно) слегка выпуклый, чтобы получить большую прочность.

    Эта конструкция не может накапливать тепловую энергию, которую она производит. Если ночью прохладно, то коллектор лучше закрыть, иначе дом будет остывать. Это может быть решено простым способом — путем установки клапана или задвижки, что позволит уменьшить потери тепла.

    Дифференциальный термостат управляет работой вентилятора и включается/выключается. Этот термостат можно купить в магазинах электронных компонентов. Устройство имеет два датчика:

    Один установлен в верхнее отверстие для теплого воздуха, другой — внутри нижнего канала прохладного воздуха Коллектора. Если Вы грамотно установили порог температуры, солнечный коллектор может производить в среднем около 1-2 кВт энергии для отопления. Это в основном зависит от того, каков солнечный день.

    Генеральная репетиция солнечных коллекторов была сделана во дворе перед установкой системы на дому. Это был солнечный зимний день, облаков нет. В качестве вентилятора был использован небольшой кулер, извлеченных из неисправного блока питания к компьютеру. После 10 минут солнечного света от солнечных коллекторов температура воздуха достигала 70 ° C!

    После завершения установки коллекторов на стене дома, когда температура окружающего воздуха от -3 ° C, от солнечного коллектора выходило 3 м3/мин (3 кубических метров в минуту) нагретого воздуха.

    Температура нагретого воздуха поднялась до +72 ° C. Температура измерялась с помощью цифрового термометра. Для расчета мощности Коллектора солнечной тепловой энергии, мы взяли воздушный поток, а средняя температура воздуха — на выходе из блока. Расчетная сила, которую дал солнечный Коллектор, составляла примерно 1950 Вт (ватт), что почти в 3 л.с. (3 л.с.)!

    Читайте также:  Как правильно ухаживать за лакированной обувью в домашних условиях
Ссылка на основную публикацию