Обогреваем бассейн с помощью самодельного солнечного коллектора на 2 кВт

Рабочий процесс

Солнечный коллектор для нагрева воды под бассейн сооружается следующим образом:

• на подготовленную площадку укладываем змеевик. Для этого нарезаем брус и соединяем сего хомутами и с помощью саморезов;
• получившуюся конструкцию следует обшить фанерой;
• после этого сооружаем каркас;

Каркас для водонагревателя

• после этого собираем раму. Ее следует укрепить с помощью анкеров. С помощью таких крепежных элементов закрепляем на раме поперечные брусья. Сборка каркаса осуществляется по той схеме, которую вы выбрали для своего солнечного водонагревателя. От типа схемы не будет зависеть качество подогрева воды;
• когда каркас был выведен, всю платформу (и раму) следует выкрасить в черный цвет;
• закрепляем платформу на каркасе с помощью анкеров. При этом обязательно необходимо соблюсти угол наклона;
• далее проводим разметку на платформе в местах установки труб. Здесь устанавливаем пластиковые крепления. Все элементы конструкции обязательно выкрашиваем в черный цвет.

Установленная платформа с креплениями

После этого к собранной конструкции подключаем насос. Здесь нужно выбирать не особо мощную насосную установку. Это связано с тем, что вода через трубы должна течь медленно, чтобы успевать основательно прогреться. При этом трубы должны непосредственно выводиться в бассейн. Они должны выходить со дна бассейна.
Для того чтобы избежать теплопотерь, необходимо установить защитное стекло. Толщина стекла подойдет не менее 4 мм. После этого делаем тестовое подключение для проверки успешности и качества сборной конструкции солнечной батареи для нагрева воды в бассейне.

Готовый водонагреватель

Такой самодельный агрегат, использующий солнечную энергию, обойдется вам достаточно дешево. Его можно с успехом использовать для нагрева воды в течение всего теплого периода. При наступлении холодов всю воду следует слить из устройства солнечного водонагревателя, чтобы предотвратить ее замерзание внутри труб. Если этого не сделать, то возможно повреждение элементов конструкции, и вы уже не сможете воспользоваться ею на следующий год.

Подключение и эксплуатация

Установка вакуумных и панельных гелиосистем требуют привлечения профессионалов. Бытовые нагреватели, гибкие или пирамидальные, можно подключить к бассейну самостоятельно.

Ход работ:

1. Гибкий коврик расстилается на грунте или кровле, полимерный гелионагреватель в более жестком исполнении крепится на специальной опоре. Пирамидальный коллектор устанавливается на подстилку из отражающего материала.

2. Гелиоколлектор подключают шлангом к подающему фильтр-насосу, который закачивает в систему воду из бассейна.
3. Шланг обратки соединяет коллектор напрямую с бассейном – нагретая вода сливается непосредственно в резервуар.

Сборку гелиоколлектора следует выполнять по инструкции производителя.

Правила эксплуатации:

• защитное стекло гелиоколлектора следует регулярно очищать от пыли – загрязнения в разы снижают эффективность работы нагревателя;
• при похолодании до околонулевых температур из коллектора для открытого бассейна следует слить воду, чтобы избежать перемерзания системы.

Как сделать солнечный коллектор для нагрева бассейна своими руками

Несмотря на простоту устройства, гибкий или пирамидальный бытовой коллектор стоит в районе 20 тыс. рублей. Если просчитать отдельно расходы на приобретение комплектующих элементов, то сделать солнечный коллектор для бассейна получится за 6-7 тыс. рублей.

Основные расходы пойдут на покупку шланга. Сначала нужно рассчитать его длину и толщину. Обычно вода в системе бассейна циркулирует со скоростью от 0,4 до 0,7 м/с. При таких параметрах 1 м шланга сечением 25 мм за час жарким солнечным днем способен выдать 3,5 л горячей воды. Взяв этот показатель производительности за основу, рассчитывают общую длину шланга с учетом объема воды в бассейне.

Важно! Расчеты получатся всегда примерные, так как на нагрев воды влияет температура наружного воздуха, интенсивность использования бассейна, наличие укрытия чаши и другие нюансы.

Проще всего собрать для бассейна солнечный коллектор из ПНД труб черного цвета. Оптимально отдать предпочтение пирамидальной конструкции открытого типа. Трубу покупают именно черного цвета, чтобы лучше притягивалась солнечная энергия. Светлые оттенки отражают солнечный свет. Например, в трубе голубого цвета вода медленнее будет прогреваться.

Совет! При покупке ПНД трубы нужно удостовериться в наличии на черных стенках продольной синей полосы. Маркировка обозначает, что пластик не технический, а подходит для питьевой воды.

Каркасом коллектора выступает пирамида из бруса. Для ее изготовления берут квадратный кусок фанеры площадью 1 м2. По центру фиксируют стойку. От углов фанеры к вершине опоры устанавливают наклонные элементы из бруса. Получившаяся пирамида напоминает подставку под новогоднюю елку. На готовую конструкцию спиралью наматывают ПНД трубу. Между каждым витком оставляют зазор около 1,5 см. К наклонным элементам пирамиды трубу фиксируют хомутами. Крепления предотвратят съезжание витков. Концы трубы подключают к насосной системе бассейна.

Совет! Чтобы повысить эффективность самодельного коллектора, на основании из фанеры наклеивают любой фольгированный материал. Отражатель будет направлять солнечные лучи на шланг.

На видео пример солнечного коллектора:

https://youtube.com/watch?v=oIQEh6UO104

Чтобы изготовить закрытого типа солнечный коллектор для уличного бассейна, нужно выполнить следующие действия:

1. Максимально ближе к бассейну на солнечном участке выбирают место под панельный гелиоколлектор. Лицевая часть аккумулирующего устройства должна смотреть на юг. Выбранное место очищают от травы, снимают лопатой дерновой слой. Дно ямы застилают геотекстилем, засыпают до уровня земли песком и щебнем. Сверху на подушке выкладывают площадку из тротуарной плитки, накрывают ее любым гидроизоляционным материалом.
2. Из бруса сечением 50х50 мм собирают раму, которая исполнит роль каркаса короба. Внутри здесь будет лежать труба. Нижнюю часть рамы обшивают фанерой. Этой плоскостью короб будет направлен на север.
3. Раму щита усиливают монтажными уголками. Аналогично из этих элементов устанавливают выступы, за которые будет фиксироваться шланг коллектора. Из бруса собирают каркас для вертикальной установки щита. Располагают его на подготовленной площадке. К каркасу тыльной стороной, обшитой фанерой, крепят щит.
4. По периметру рамы с лицевой стороны крепят рейки. Они должны иметь пазы под стекло. Весь щит красят краской черного цвета. Внутри щита укладывают шланг черного цвета. Расстояние между каждой линией выдерживают 4,5 см. К заранее подготовленным выступам шланг фиксируют хомутами или пластиковыми держателями. Трубу изогнуть под крутым углом для укладки в короб не получится. Ее режут кусками, а для соединения применяют фасонные элементы: уголки, муфты.
5. После монтажа шланг коллектор подключают к насосной системе бассейна, проводят гидравлическое испытание. Если все нормально, приступают к остеклению. Для этих целей оптимально использовать стекло. Если его нет, подойдет поликарбонат, но его прозрачность меньше, за счет чего снизится КПД коллектора.

После остекления можно осуществлять подогрев воды в бассейне солнечным коллектором самостоятельной сборки. Система запускается от ручного включения насоса. При желании можно поставить автоматику с термодатчиками.

Жарким солнечным днем вода внутри шланг аккумулирующего устройства прогреется до температуры + 70 оС. Примерно за 4-7 часов работы циркуляции вода в бассейне прогреется до + 25 оС. Однако эти показатели примерные. Температура нагрева зависит от объема бассейна и размера коллектора.

Изготовление своими руками

Что нужно:

1. Радиатор. Можно сварить трубы в качестве радиатора. Для отвода и подвода используются толстые трубы.
2. Деревянный короб для радиатора, с остеклённой передней частью.
3. Накопитель. Для хранения жидкость.
4. Аванкамера. Создающая в избытке давление.

Советы:

1. Чтобы воздух стравливался, нужно снизу теплообменников установить дренажные вентили.
2. Трубопровод должен быть теплоизолирован. Можно обмотать полиэтиленом, затем завернуть в ткань и покрасить в белый.
3. Необходим вентиль, для перекрытия циркуляции теплоносителя.
4. Задавать необходимую температуру, можно с помощью смесителя.

Изготовление короба:

1. Используйте доски размерами: 120 миллиметров (ширина) и 30 миллиметров (толщина).
2. Днище выполнить из фанеры, как вариант использование текстолита.
3. Теплоизолируйте днище, подойдёт минеральная вата, возможно, пенопласт. Затем закройте оцинковкой.

Самодельный радиатор для солнечного коллектора Радиатор:

1. Понадобится 15 труб (полудюймовых) по 1600 мм и 2 трубы (однодюймовых) по 700 мм.
2. В трубах (дюймовых) просверлите отверстие для перпендикулярного присоединения тонких труб. Отверстия необходимы соосные по одной стороне (шаг 45 мм максимум).
3. Свариваем конструкцию.
4. На лист оцинковки устанавливаем теплообменник. Фиксируем хомутом, возможна фиксация стальными полосками.
5. Внутри короба и трубы теплообмена красим в чёрный цвет. Снаружи всё в белый.
6. Устанавливаем стекло в короб. Зазор между трубами и стеклом соблюдаем 12 мм.

Изготовление накопителя – yа эту роль подойдёт абсолютно любой резервуар (герметичный) объёмом 200-400 литров. Накопитель тоже следует поместить в короб, а свободное пространство заполнить теплоизоляцией (опилки, пенопласт, вата).

Аванкамера – cосуд объёмом не превышающим 40 литров, необходимо на него установить водоподающее устройство (шар кран, как в туалетных бачках).

Сбор элементов:

Монтируем накопитель затем аванкамеру

Важно следить за перекрытиями, ведь в таких устройствах обычно собирается много воды.
Устанавливаем коллектор на крышу с наклоном примерно 35-40 градусов.
Расположить теплообменник нужно на расстояние 0.7 метра от накопителя.
Под аванкамерой должен расположиться накопитель, а под ним коллектор.
Соединяем элементы и подключаем к сети водопровода. Высоконапорные участки лучше подключать полудюймовыми трубами, а дюймовые для низконапорной сети.
Заполните устройство водой.
Проверьте герметичность.

Теперь можно приступить к эксплуатации.

Расчет размеров

Расчёт размеров для того чтобы изготовить солнечный коллектор для отопления своими руками, прежде всего, направлен на определение нагрузки системы теплоснабжения, покрытие которой берет на себя это устройство. Само собой, что подразумевается использование нескольких источников энергии в комплексе, а не только энергии солнца

В этом деле важно расположить систему таким образом, чтобы она взаимодействовала с другими – тогда это даст максимальный эффект

Для определения площади коллектора нужно знать, для каких целей он будет использоваться: отопление, подогрев воды или и того, и другого. Проанализировав данные водомера, потребностей в обогреве и данные инсоляции местности, в которой планируется установка, можно высчитать площадь коллектора. К тому же, надо учесть потребности в горячей воде всех потребителей, которые планируется подключить к сети: стиральной машины, посудомоечной машины и т.д.

Почему стоит использовать ПНД трубы для гелиоколлектора

Полиэтиленовые трубы низкого давления чаще всего выпускаются черного цвета, поэтому не нуждаются в покраске. Это оптимальный оттенок, который позволяет изделиям поглощать максимальное количество тепла и передавать его циркулирующей жидкости.

К преимуществам солнечных коллекторов из ПНД труб стоит отнести:

• высокую устойчивость к изнашиванию;
• ударопрочность, стойкость к образованию трещин и иных механических дефектов;
• длительный срок эксплуатации (не меньше 50 лет);
• возможность применения в диапазоне температур от -60 °C до +60 °C;
• устойчивость к воздействию агрессивных химических сред;
• безвредность для окружающей среды;
• малый вес;
• удобство в работе.

Изделия весят в 5-7 раз меньше в сравнении с аналогичной продукцией, изготовленной из металла. Благодаря этому упрощается монтаж конструкции. Чаще всего они имеют большую длину, что позволяет снизить количество соединительных стыков или вовсе обойтись без них. Трубы из полиэтилена низкого давления имеют гладкую внутреннюю поверхность, что гарантирует максимальную пропускную способность трубопровода.

Рекомендации по сборке

Чтобы самостоятельная сборка солнечного водонагревателя пошла быстро и успешно, необходимо учитывать следующие рекомендации профессионалов:

• все оборудование, необходимое для сборки солнечной батареи для нагрева воды, не рекомендуется ставить на ровной площадке. Здесь следует вести прокладку труб для обратной подачи несколько выше, чем те трубы, которые предназначены для прямой подачи воды. В результате вы сможете избежать неприятной ситуации появления воздушных пробок. Из-за их появления происходит замедление подогрева воды в системе;
• для закрытого типа бассейнов надлежит устанавливать солнечный водонагреватель с южной стороны. При этом максимально допустимый угол наклона должен составлять 45 градусов;
• используя устройство вакуумного коллектора, допускается его размещение на плоской кровле при 15 градусах. Здесь следует ориентироваться на высоту солнца, а не на компасные показатели. В такой ситуации водонагреватель буде выполнять дополнительную роль в качестве теплоизоляции;

Размещение устройства на крыше

все элементы в агрегате должны быть герметично соединены между собой, чтобы предупреждать появление протечек; стекла между собой стыкуются алюминиевыми уголками; особое внимание нужно уделить прочности конструкции, чтобы она смогла выдерживать не только вес платформы, но в уровень снега, который будет на ней лежать в зимнее время года; трубы для водонагревателя следует выбирать качественные и прочные, чтобы они смогли прослужить довольно продолжительный период времени; чтобы самодельная конструкция проработала долго, необходимо правильно за ней ухаживать. Беря во внимание эти рекомендации, ваша самодельная конструкция будет эффективно выполнять обогрев воды не один год

Беря во внимание эти рекомендации, ваша самодельная конструкция будет эффективно выполнять обогрев воды не один год

Подогрев электронагревателем

Электрические проточные нагреватели содержат встроенные ТЭНы. Их делают из металла или антикоррозийного сплава. Вода, проходя через них, нагревается с каждым разом все больше. Корпус производят из пластика, нержавеющей стали или титана. Работает от сети. Модели отличаются мощностью.

Схема установки электрического подогрева

Приборы этого типа имеют максимальную мощность в 18 кВт. Они способны нагреть до 36 кубических метров жидкости.

Лидеры продаж

Intex – компания, выпускающая бассейны и аксессуары к ним. Водонагреватели подходят для надувных водоемов. 

Для регулировки температуры нагрева встроен термостат с ручным управлением

Bestway – вторая по популярности компания. Устройство за час производит подогрев воды на даче в бассейне на 1,5оС. Техника маломощная, предназначена для небольших объемов. Купить можно модели со встроенным термостатом или без него.

Электрический нагреватель воды Bestway

Pahlen – проточный водонагреватель с мощностью до 18 кВт. Для агрегатов выше 3 кВт требуется подключение к электросети с напряжением 380 Вольт.

В комплектацию входят реле и термостат. Регулировать воду в бассейне на даче не нужно. Это происходит автоматически. Есть система защиты от перегрева. Максимальный нагрев до 40оС.

Pahlen для нагрева воды

Другие способы подогрева

Как подогреть бассейн на даче, если электричества на территории нет? Существуют и довольно простые способы нагрева воды без использования электроэнергии:

• Дровяной нагреватель. Конструкция такого прибора состоит из корпуса и спирали для воды. Внизу устройства разводится огонь, который нагревает жидкость, и она затем по шлангам поступает в резервуар. В качестве топлива можно использовать дрова, ветки, торф, уголь. Такой обогрев бассейна обходится дешево, но за устройством необходимо постоянно следить.
• Газовый водонагреватель. Принцип работы сходен с дровяным, только в качестве топлива используется газ. Подогрев бассейна этим устройством не предполагает постоянного нахождения рядом с нагревателем, но этот способ неэкономичен, так как газа расходуется много.
• Покрывала. Помогают аккумулировать энергию солнца на поверхности, за счет чего температура воды на несколько градусов поднимается. Покрывало можно вырезать из брезента или плотного полиэтилена. Можно приобрести и специальные накидки, они отличаются формой и толщиной, могут быть в форме жалюзи.

Виды солнечных коллекторов для нагрева воды в бассейне

Условно все аккумулирующие устройства делят на два типа:

1. Открытые коллекторы отличаются расположением абсорбера. Резиновые или пластиковые шланги закреплены на основе, незакрытой стеклом. Солнечные системы эффективны только в жаркую солнечную погоду, используются чаще для обогрева частного бассейна.
2. У закрытых коллекторов абсорбер спрятан под стеклом. Конструкция позволяет снизить теплопотери. Приборы солнечного подогрева воды закрытого типа способны работать в холодную погоду, главное, чтобы на них попадал солнечный свет.

Открытые и закрытые солнечные коллекторы отличаются устройством аккумулирующего элемента. От его конструкции аналогично зависит производительность оборудования.

Вакуумные гелиосистемы трубчатого типа в качестве аккумулирующего элемента имеют специальные колбы из стекла. В зависимости от конструкции, они бывают с одной или двумя стенками. Из колбы полностью выкачан воздух. Созданный искусственным путем вакуум является отличным теплоизолятором. Внутри стеклянной колбы с вакуумом расположена медная трубка теплообменника, по которой циркулирует вода из бассейна.

В одном гелиоколлекторе набор стеклянных колб с медными трубками подключен к основному узлу – распределителю. Модуль помогает смешивать потоки, направляет подогретую воду в бассейн, а из чаши забирает холодную жидкость.

Солнечные вакуумные гелиоколлекторы способны подогревать воду в бассейне даже с наступлением холодов. Однако их эффективность вдвое снижается. При ясной солнечной погоде поздней осенью коллектор компенсирует максимум 20% расхода энергоносителей, используемых для получения тепла.

Совет! Установленный солнечный вакуумный коллектор для бассейна закрытого типа способен обеспечить купальный сезон с середины весны до конца октября.

Панельные коллекторы внешне напоминают окно, только с темным стеклом. Прибор для обогрева воды в бассейне состоит из алюминиевого корпуса. Внутри установлен теплообменник из набора трубок. Они бывают медные или алюминиевые. Теплообменник соприкасается с металлической панелью с селективным напылением. Сверху аккумулирующий элемент закрыт темным стеклом.

Вода в теплообменнике быстрее нагревается за счет отраженного металлической пластиной солнечного тепла. Из медных или алюминиевых трубок она за счет принудительной циркуляции поступает в бассейн. Коллекторы панельного типа эффективны при солнечной жаркой погоде. Для подогрева бассейна их чаще используют на юге или в районах с умеренным климатом. После наступления холодов КПД гелиоколлектора сильно снижается.

Коллекторы пирамидального типа созданы для бытового применения. Оборудование эффективно с небольшими надувными и каркасными бассейнами. В жаркую солнечную погоду пирамидальные гелиоколлекторы способны поддерживать температуру воды в диапазоне от + 23 до + 25 оС.

В системе бассейна коллектор подключают к насосной станции. Нагрев воды происходит внутри абсорбера, роль которого исполняет намотанный на основание шланг сечением 25-40 мм. Под аккумулирующим устройством установлен зеркальный отражатель солнечного света. Сверху шланги обычно закрыты прозрачным колпаком.

Из всех существующих типов, пирамидального вида коллектор для бассейна своими руками собирают чаще всего. Это связано с простотой устройства и компактностью. Вдобавок за счет намотки шланга пирамидой увеличивается производительность оборудования.

Гибкий солнечный коллектор сделан из эластичных материалов, чаще всего используется резина. Внешне он напоминает коврик. Гелиоколлектор бывает только открытого типа. Используется он чаще всего с мобильными надувными бассейнами. Коврик легко сворачивается рулоном. Вместе со спущенной чашей бассейна коллектор легко перевозить в багажнике машины на дачу.

Скорость нагрева воды зависит от площади солнечного гелиоколлектора. Для каждого бассейна индивидуально подбирают коврик по размеру. Изделие укладывают на солнечном месте, подключают шлангами к насосной системе купели.

Эффективность зимой

Эффективно ли отопление дома солнечными коллекторами зимой?

Ну что же, теперь посмотрим, как различные виды солнечных коллекторов работают в условиях зимы. Напомним, что противники внедрения таких установок выдвигают следующие аргументы:

1. Засыпка панели снегом: данная проблема актуальна только для плоско-пластинчатых коллекторов. На трубках вакуумных установок, как показала практика, снег задерживается только в тех редких случаях, когда в силу особых погодных условий на их поверхности образуется изморозь. Если же во время снегопада дует хотя бы слабый ветер (от 3 м/с), панель точно останется чистой.
2. Из-за того, что коллектор окружен холодным воздухом, все тепло с коллектора улетучивается: этот аргумент опять же справедлив только в отношении плоско-пластинчатых коллекторов. Действительно, зимой производительность такой установки в сравнении с летней уменьшается пятикратно. В более совершенных вакуумных моделях прослойка вакуума позволяет сберечь до 95% усвоенного тепла. Самые современные модели даже в сильный мороз способны довести воду до кипения.
3. Коллектор легко может быть поврежден градом: в заводских условиях коллекторы изготавливаются из высокопрочных материалов. В Сети можно найти видеоролики, снятые во время испытаний панелей на ударную прочность. Коллекторы обстреливают стальными шариками и нетрудно заметить, что удар они держат очень хорошо.

Как изготовить и собрать солнечный водонагреватель из поликарбоната своими руками

Для изготовления основных элементов коллектора необходимо приобрести:

• листы сотового поликарбоната толщиной до 8мм, чтобы в сотах помещалось до 80л воды на кв.метр;
• полипропиленовые трубы 32мм диаметром с резьбой на обоих концах и подходящие фитинговые уголки с резьбой;
• накопительный бак емкостью до 200 литров;
• водостойкий герметик;
• черную термостойкую краску в аэрозольной упаковке для окрашивания поликарбоната;
• утеплитель на основе минеральной ваты или пенополистирола с подходящим клеем для укладки;
• заглушки для труб;
• алюминиевый лист и уголки в качестве основы, можно заменить металл фанерой и деревянными уголками.

На первом этапе изготовления коллектора в полипропиленовых трубах выполняют продольные разрезы длиной, равной ширине устройства. В пазах располагают поликарбонатные заготовки солнечного водяного коллектора, предварительно обработав их срезы наждачной бумагой. Заделку мест стыка труб и поликарбоната выполняют с применением герметика, который наносят на поверхность специальным пистолетом

Важно, чтобы в составе герметика не было силикона – при постоянном контакте с водой он быстро разрушается. Верхняя панель из поликарбоната также крепится на герметик и после высыхания окрашивается черной краской для более интенсивного поглощения солнечной энергии

Корпус коллектора изготавливают из фанерного или алюминиевого листа, установленного на каркас из уголков. При этом следят, чтобы размеры верхней и нижней поверхности устройства полностью совпадали. Готовую панель фиксируют на корпусе, полипропиленовые трубы закрывают заглушками и припоем соединяют с металлическими уголками, через которые коллектор будет подключен к накопительному баку. На завершающем этапе сборки заднюю поверхность коллектора утепляют для уменьшения теплопотерь.

Какие существуют

В зависимости от температуры, которую могут достигать пластины, коллекторы бывают:

• низких температур — не дают энергии большой мощности, они нагревают воду не более 50 градусов по Цельсию;
• средних температур — прогревают воду уже до 80 градусов, поэтому их можно использовать для обогрева помещений;
• высоких температур — используются в основном на промышленных предприятиях, и в домашних условиях их сделать невозможно.

Интегрированные коллекторы делятся на:

• накопительные интегрированные;
• плоские;
• жидкостные;
• воздушные.

Накопительный интегрированный или по-другому термосифонный коллектор. Он может не только нагревать воду, но и какое-то время поддерживать некоторое время нужную температуру. В нем нет насосов, поэтому он гораздо экономичнее остальных вариантов. Устройство-накопитель представляет собой конструкцию из одного или нескольких баков, заполненный водой и помещённых в теплоизоляционный ящик. Сверху на баках лежит стеклянная крышка, которая проходит через стекло и нагревает воду. Это недорогой, лёгкий в обслуживании и простой в эксплуатации вариант. Однако зимой его применение весьма затруднительно.

Плоский коллектор внешне напоминает обычный плоский металлический ящик, внутри которого помещена чёрная пластина, поглощающая солнечный свет. Стеклянная крышка ящика усиливает его, стекло имеет низкое содержание железа, такие образом способствуя поглощению всех лучей. Сам ящик термоизолирован, а чёрная пластина тепловоспринимающая, благодаря чему и выделяется тепло. Однако КПД пластины всего 10%, поэтому она дополнительно покрывается слоем аморфного полупроводника. Плоские коллекторы используются для подогрева воды в бассейнах, отопления помещений и иных бутовых нужд.

В жидкостных накопителях основным теплоносителем становится жидкость.Они бывают остеклёнными и неостеклёнными, с замкнутой и разомкнутой системой теплообмена.

Воздушные коллекторы гораздо дешевле своих водных собратьев. Они не замерзают зимой, не подтекают. Их используют для сушки сельскохозяйственных продуктов.

Существует еще один вид — концентраторы, они отличаются концентрацией солнечных лучей. Это происходит благодаря зеркальной поверхности, которая направляет свет на поглотители. Главный их недостаток — это невозможность работы в пасмурные дни, поэтому их используют в странах с жарким климатом.

Солнечные печи и дистилляторы. Дистилляторы работают на принципе испарения воды, тем самым не только дают теплоэнергию, но и очищают воду. Печи также используют как для обогрева, так и для стерилизации воды.

Как работает солнечный коллектор?

Принцип действия коллектора основан на поглощении (абсорбции) тепловой энергии солнца специальным приемным устройством и передачей его с минимальными потерями теплоносителю. В качестве приемника используются медные или стеклянные трубки, окрашенные в черный цвет.

Ведь известно, что лучше всего абсорбируют тепло предметы, имеющие темную или черную окраску. Теплоносителем чаще всего выступает вода, иногда – воздух. По конструкции солнечные коллекторы для отопления дома и горячего водоснабжения бывают таких видов:

• воздушные;
• водяные плоские;
• водяные вакуумные.

Среди прочих воздушный солнечный коллектор отличается простотой конструкции и, соответственно, самой низкой ценой. Он представляет собой панель – приемник солнечной радиации из металла, заключенный в герметичный корпус. Стальной лист для лучшей теплоотдачи снабжен с задней стороны ребрами и уложен на дно с тепловой изоляцией. Спереди установлено прозрачное стекло, а по бокам корпуса имеются проемы с фланцами для подключения воздуховодов или других панелей, как показано на схеме:

Надо сказать, что установка солнечных коллекторов с нагревом воздуха имеет свои особенности. Из-за их невысокой эффективности для обогрева помещений нужно применять несколько подобных панелей, объединенных в батарею. Кроме того, обязательно понадобится вентилятор, поскольку нагретый воздух из коллекторов, находящихся на кровле, самостоятельно вниз не пойдет. Принципиальная схема воздушной системы показана ниже на рисунке:

Устройство и принцип работы воздушного солнечного коллектора

Солнечный воздушный коллектор состоит из нескольких основных частей:

Схема работы воздушного солнечного коллектора

• Вся конструкция коллектора помещена в прочный и герметичный корпус, который обязательно снабжен тепловым изолятором. Тепло, попавшее внутрь коллектора не должно «утекать» наружу.
• Главная деталь любого коллектора – это солнцеприемная панель, которую еще называют поглотителем или абсорбером. Задача этой панели принять солнечную энергию, а затем передать ее воздуху, поэтому она должна быть изготовлена из материала с наибольшей теплопроводностью. Такими свойствами из доступных в быту являются медь и алюминий, реже сталь. Для лучшей теплоотдачи нижнюю часть абсорбера делают как можно большей площади, поэтому могут применяться ребра, волнистая поверхность, перфорация и другие способы. Для лучшего поглощения солнечной энергии приемная часть абсорбера окрашивается в темный матовый цвет.
• Верхняя часть коллектора герметично закрывается прозрачной изоляцией в качестве которой может применяться закаленное стекло или оргстекло, или поликарбонатное стекло.

Солнечный коллектор ориентируют на юг и придают поверхности такой наклон, чтобы максимальное количество солнечной энергии попадало на поверхность. Как говорят специалисты – для максимальной инсоляции. Холодный наружный воздух естественно или принудительно попадает в приемную часть, проходит через ребра абсорбера и выходит с другой части, снабженную фланцем для стыковки с воздуховодом, ведущим внутрь отапливаемого помещения. Стоит отметить, что вариантов конструкций солнечных коллекторов существует масса и вышеописанная  показана только для примера.

Воздушное отопление при помощи солнечных коллекторов не может в нашей климатической зоне полностью заменить основное отопление, но оно будет очень хорошим подспорьем даже в морозные зимние солнечные дни.

Оснащение систем работающих с солнечными коллекторами автоматикой

Специфика работы гелиоустановок, постоянно меняющиеся исходные данные (время года, погодные условия и так далее) не обеспечивают стабильности параметров (температура, расход теплоносителей и других), что требует включению в схему установки управляющих систем.

Электронные устройства типа контроллера на основании анализа температуры в определенных местах схемы установки дают команды на открытие/закрытие клапанов, включают/выключают насосные установки для выбора оптимального движения теплоносителя по контуру. Так, например, при превышении температуры воды в накопительном баке теплоносителя, контроллер остановит его движение по контуру, прекратив потери тепла, которое могло бы сбрасываться в окружающую среду через коллектор.

Подведем итоги

В условиях тотального подорожания коммунальных услуг можно использовать альтернативные способы обогрева помещений, подогрева воды для хозяйственных нужд. В других странах солнечные коллекторы применяются для отопления довольно давно.

Если вы не хотите платить большие деньги за промышленный водяной коллектор, его можно собрать самостоятельно, используя подручные материалы. Хотите, чтобы конструкция была более солидной и действительно могла удовлетворять потребности в горячей воде и отапливала ваш дом? Тогда придется посетить строительный магазин, подготовиться к сборке более основательно: приобрести вакуумные колбы, специальные трубки, листы стекла или поликарбоната, другие комплектующие.

Резка и зачистка медных труб для солнечного коллектора

Когда будете решать вопрос, какая система оптимальная, принимайте во внимание: солнечные коллекторы, как любое техническое решение, имеют плюсы и минусы, которые обязательно нужно учитывать

Плюсы и минусы гелиосистемы

Из положительных сторон выделяют:

• экологически чистый вид энергии, получаемый бесплатно;
• снижение расходов на оплату коммунальных услуг за централизованный подогрев воды до 40-50 %;
• небольшой срок окупаемости;
• возможность подогревать воду для хозяйственных нужд и отапливать небольшие помещения d зимний период;
• широкий выбор материалов, простота сборки конструкций.

К отрицательным моментам можно отнести:

• трудозатраты на создание светового коллектора;
• понижение коэффициента полезного действия в зимнее время, что делает практически невозможным использование таких систем в северных широтах;
• нужны профилактический уход и очистка;
• в холодное время необходимо использовать антифриз, что влечет дополнительные расходы.

Видео по теме:

Итоги

В заключение хотелось бы отметить, что возможная конструкция коллектора неограничена использованием медного змеевика. Существует много разных способов, например, можно собрать вполне эффективный, работающий коллектор с использованием в качестве абсорбирующих элементов пивных банок, других бутылок из жести. Вариантов много. Для этого только стоит изучить вопрос, собрать необходимое количество пивных банок или жестяных бутылок. Далее, собрать их в единую конструкцию. Главное, что даже если вы решили собрать коллектор из пивных банок или бутылок, помните, что все солнечные коллекторы работают по одному и тому же принципу. Качественно проведите спайку стыков соединения патрубков и банок, создайте в конструкции должные условия вакуума и все у вас получиться. Смело беритесь за дело. В итоге вы получите не только совершенно бесплатный и автономный источник горячей воды. Вы также получите огромное психологическое удовлетворение от осознания того, что вы приложили руку к увеличению доли использования возобновляемой энергетики в современном мире глобализации. Создав прибор, работающий на солнечном излучении, вы станете более независимыми от центральных систем снабжения как электричеством, так и газом. Вы сами обеспечите себя горячей водой в хозяйственных нуждах. Удачи.

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.