Как сделать самому солнечный коллектор

26 сентября 2012 в 15:00

Не только летом, но даже в прохладную пору осени или весны можно обеспечить себя горячей водой без лишних затрат. Достаточно сделать водонагреватель, работающий от солнца. Познакомим вас с конструкцией, разработанной болгарским инженером Станиславом Станиловым. Конструктивно он не слишком сложен — состоит из двух коллекторов, накопителя и аванкамеры. В основу водогрейки положены хорошо известные в технике принципы. Сам нагреватель использует «парниковый эффект».

Солнечные лучи беспрепятственно проходят сквозь прозрачное стекло и, превратившись в тепловую энергию, уже не могут покинуть замкнутое пространство.

В гидравлической системе работает термосифонный эффект. Жидкость, при нагревании, поднимается вверх, вытесняет более холодную воду и перемещает её к месту нагрева.

Как видите, здесь и насос не нужен. А кроме того, «уловленная» солнце энергия аккумулируется и сохраняется в установке длительное время. Основные элементы нагревателя используются готовые. В большинстве своём, их можно приобрести в магазине, либо подобрать в металлоломе. Расскажем об устройстве нагревателя подробнее.

Коллектор представляет собой трубчатый радиатор, заключённый в короб, одна из сторон которого застеклена. Радиатор сварен из стальных труб. Для подводящей и отводящей, используются водопроводные на 1 или 3/4 дюйма, а для решётки — тонкостенные меньшего диаметра, например, 16х1,5 мм. Всего для одной решётки потребуется 15 таких труб длиной около 1600 мм. Короб коллектора — деревянный, собран из досок толщиной 25-35 мм и шириной 120 мм. Днище — из фанеры или оргалита, усиленное рейками сечением 50х30 мм.

Короб тщательно теплоизолируется с помощью упаковочного или строительного пенопласта, шлако- или стекловаты, уложенных на дно. Поверх теплоизоляции закрепляется лист оцинкованного кровельного железа, и сверху укладывается сам радиатор. Крепятся они в коробе хомутами из стальной полосы.

Трубы радиатора и металлический лист на дне короба окрашиваются чёрной матовой краской. Покровное стекло герметизируется, чтобы потери тепла из-за конвекции были минимальными. С внешней стороны, короб желательно окрасить белой или иной светлой краской, чтобы снизить потери на теплоизлучение.

Соединение труб — стандартное, с помощью муфт, тройников и уголков с герметизацией пенькой и масляной краской. Накопителем тепла служит бак ёмкостью 200-400 литров. Для этой цели годятся стальные бочки. Если невозможно подобрать ёмкость нужной вместимости, используйте несколько меньших, соединив их трубами в единую систему.

Накопитель также желательно теплоизолировать. Идеальный вариант — разместить ёмкости в дощатом или же фанерном коробе и заполнить межстенное пространство строительным пенопластом, шлаковатой, сухими опилками или торфом.

Аванкамера предназначена для создания в гидросистеме постоянного избыточного давления в пределах 80-100 см водяного столба. Изготовить её можно из любого подходящего сосуда ёмкостью 30-40 литров, например, большого бидона. Аванкамера оснащена подпитывающим устройством, позволяющим ей работать в автоматическом режиме. Его основа — поплавковый клапан, который применяется для сливных бачков.

Сборку солнечного водонагревателя начните с размещения на чердаке накопителя и аванкамеры. Масса воды в них собирается довольно значительная, поэтому, убедитесь, чтобы перекрытия потолка в выбранном месте были достаточно прочны. Аванкамера размещается поблизости от накопителя так, чтобы уровень воды в ней превышал уровень в накопителе на 0.8-1 м.

Солнечные коллекторы располагаются с южной стороны дома под углом 35...45 градусов к горизонту. Устанавливать их лучше всего так, чтобы панели были, как бы, естественным продолжением кровли.

Для соединения элементов водогрейки в единую систему понадобятся трубы двух видов — «дюймовые» и «полудюймовые». С помощью последних, монтируется высоконапорная часть системы — от водопроводного ввода до аванкамеры, а также вывод нагретой воды из накопителя.

Дюймовые трубы используются для низконапорной части системы. Работоспособность установки в значительной степени зависит от её герметичности, отсутствия воздушных пробок. Потому, к монтажу трубопроводов отнеситесь особенно аккуратно. Все трубы желательно окрасить светлой краской и тщательно теплоизолировать с помощью поролона, перебинтовав их полиэтиленовой плёнкой, а потом ещё ткаными лентами. Забинтованную трубу также покрасьте в белый цвет.

Заполнение установки водой осуществляется через дренажные вентили в нижней части радиаторов. Тогда в системе не возникнут воздушные пробки. Заканчивается операция, когда из дренажной трубы аванкамеры польётся вода.
Далее, аванкамеру подсоединяют к водопроводному вводу и открывают расходный вентиль. Уровень воды в приборе, при этом, начнёт снижаться, пока не сработает поплавковый клапан. Подгибая держатель поплавка, можно добиться его оптимального значения.

Заполненные водой радиаторы будут нагреваться даже в пасмурную погоду. Тёплая вода, поднимаясь по трубам вверх, даст толчок вышеописанным процессам. Отбирают её из самой верхней части накопителя.

При расходовании воды, уровень её в аванкамере будет понижаться. Тогда сработает поплавковый клапан и дольет её до полного объёма. Ночью, когда температура окружающей среды меньше, чем у нагретой воды, может случиться, что солнечный нагреватель начнёт... отапливать воздух, перекачивая тепло в обратном направлении. Поэтому, в гидросистеме должен быть предусмотрен вентиль, препятствующий обратной циркуля-ции. Его надо перекрывать в вечернее время. Подводить воду к мойке или душу лучше с помощью смесителей. Мера эта отнюдь не лишняя: в сол-нечную погоду температура воды может достигать 75 градусов. Смесители позволят не только добиться нужной температуры, но и сэкономят горячую воду. Ну а если производительность нашего нагревателя вас не устроит, её можно увеличить, вводя в тепловую цепь дополнительные секции коллекторов. Блочная конструкция установки вполне позволяет это.