Солнечный коллектор из пустых пивных банок своими руками

Изготовление конструкции плоского типа

На дачном участке или дачном участке для хозяйственных нужд семьи из трех человек достаточно установить водонагреватель площадью 2 м2 на 200-литровый бак. Чтобы собрать солнечный коллектор самостоятельно, вам потребуются:

  • абсорбирующий корпус из фанеры и деревянных досок;
  • листовая сталь, медь или алюминий для поглотителя солнечной энергии;
  • сетка из тянутых труб для теплоносителя;
  • изоляционный материал (минеральная вата, пенофол, пенополистирол);
  • стекло толщиной более 5 мм;
  • емкость на 200 литров;
  • 6-7 м медной трубы для теплообменника;
  • термостойкая черная краска;
  • инструменты для обработки дерева и металлов, сварочные аппараты, крепеж, силикон.

В целях экономии можно обойтись без металлического поглотителя и использовать в качестве поглотителя инфракрасного излучения заднюю стенку деревянной обрешетки, которую необходимо выкрасить в черный цвет. Медные трубы заменяют полипропиленовыми. Стоимость тройников на их подключение намного ниже, чем на пайку.

Пошаговая инструкция поможет сделать солнечный коллектор своими руками:

  • Решетка для теплоносителя сваривается из металлических труб.
  • При наличии пластины-поглотителя к ней приваривается сетка из труб.
  • Нарезается фанера по чертежам и монтируется кузов.
  • Если используются пластиковые трубы, они фиксируются зажимами на основании и соединяются между собой фитингами.
  • Корпус и решетка с поглотителем покрыты черной краской.
  • Утеплитель укладывается под впитывающий лист или утеплитель утепляется снаружи.
  • Для фиксации стекла по периметру корпуса вставляется каркас из планок, в котором просверливаются входные и выходные отверстия для труб.
  • Стеклянные части верхней крышки коллектора соединены алюминиевыми уголками.
  • Уплотнение выполнено силиконом.

Технология изготовления теплообменника заключается в утеплении накопительного бака, организации входа и выхода медного змеевика, по которому будет циркулировать теплоноситель. Коллектор устанавливается на опору, состоящую из балок 50х50 мм, скрепленных металлическими уголками, так как вес конструкции даже без воды довольно внушительный.

Нетрадиционные сорта

Общая схема и рекомендации по изготовлению классического солнечного водонагревателя позволяют самостоятельно моделировать конструкцию с помощью имеющихся инструментов, сотового поликарбоната, пластиковой трубки. Из фреонового контура старого холодильника можно сделать самый маленький коллектор. Змеевик закреплен в каркасе, задняя стенка утеплена и сверху закрыта стеклом.

Самый простой обогреватель для бассейна на дачном участке можно сделать с помощью садового шланга, который скручен по спирали и уложен на пенопластовый утеплитель. Стекло создает парниковый эффект, а пластиковая трубка быстро нагревается. Для увеличения производительности системы несколько спиралей соединены последовательно друг с другом.

Собрать самый легкий и прочный солнечный коллектор из поликарбоната не составит труда, если вы купите:

  • листы сотового поликарбоната 1000х2000 мм толщиной 4 мм – 2 шт. (для теплопередачи и защитного покрытия);
  • пенопласт для утепления задней стенки;
  • 2 м трубы ПВХ диаметром 32 мм – 2 штуки;
  • заглушки с резьбой и уголки для труб – 2 шт.

Сделать водонагреватель из поликарбоната поможет инструкция:

1. Нарисуйте конструкции и соберите несущую раму, следуя инструкциям по работе с деревом.

2. Используя дрель с дисковой насадкой в ​​трубах, необходимо сделать продольные надрезы по ширине листа поликарбоната.

3. Края поликарбоната отшлифованы и обезжирены.

4. Вставьте пластины в прорези так, чтобы они не закрывали просвет в трубке.

5. Стыки заделываются термоклеем для пластика.

6. Окрашено черной краской.

7. Подсоедините фитинги и проверьте.

Процесс сборки самодельного солнечного коллектора

Начало сборки этого изделия на солнечной энергии начинается с изготовления катушки. Если удастся найти готовую катушку, окончательная сборка займет гораздо меньше времени. Выбранный змеевик нужно очень тщательно промыть под проточной водой (желательно горячей), чтобы смыть изнутри все блоки и избавиться от остатков фреона. Если у вас нет подходящих туб, вы можете купить необходимое количество в магазине. Но в этом случае потребуется изготовить саму катушку. Для его изготовления отрежьте трубы до необходимой длины. Далее с помощью угловых переходов сварите их в виде спиральной конструкции. Также, чтобы коллектор можно было подключить к водопроводу, приварите к краям змеевика гидропереходы размером ¾. Вариантов формы и конструкции змеевика несколько, например, можно сваривать трубы в виде «лесенки» (если вы собираетесь реализовать такой вариант, то купите неугловые переходы, тройники вам понадобятся).

Монтаж солнечного коллектора

Затем на уже подготовленный лист металла наносится выборочное покрытие матовой черной краской, желательно сделать это хотя бы в пару слоев. Подождите, пока поток воздуха высохнет, и приступайте к сварке змеевика (неокрашенная сторона). Вся конструкция змеевика должна быть сварена по всей длине труб, чтобы обеспечить наиболее эффективный теплообмен и, как следствие, максимальную передачу тепла в систему водоснабжения. Если вы все сделаете правильно, собранный вами солнечный коллектор будет работать должным образом.

Какие материалы вам понадобятся

Чтобы построить собственный солнечный коллектор, вы можете найти все необходимые инструменты и материалы в обычном магазине сантехники.

Для оформления устройства потребуется запастись:

медные трубы размером 18 мм (они послужат материалом для создания змеевика);

  • гидравлическая и угловая арматура размером 18 мм;
  • листовой металл (толщина около 0,8 мм);
  • теплоизоляция;
  • сварщик;
  • сотовый поликарбонат;
  • фанера с деревянными брусками или алюминиевыми листами и уголками;
  • черная аэрозольная краска (должна быть термостойкой);
  • абсорбент и минеральная вата.

Как сделать селективное покрытие

Коллектор с высоким КПД имеет высокое поглощение солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, а затем нагревают ее. Чем меньше излучения отталкивает поглотитель солнечного коллектора, тем больше тепла остается в солнечной системе.

селективное покрытие требуется для обеспечения достаточного тепловыделения. Возможны несколько вариантов изготовления:

  • Самодельное покрытие селективного коллектора: используйте любую черную краску, которая после высыхания оставляет матовую поверхность. Есть решения при использовании тусклой темной клеенки в качестве поглотителя коллектора. На трубках теплообменника, на поверхности банок и бутылок нанесена черная эмаль с матовым эффектом.
  • Специальные впитывающие покрытия: вы можете пойти другим путем, купив для коллекционера специальную селективную краску. В состав селективных лакокрасочных материалов входят полимерные пластификаторы и добавки, обеспечивающие хорошую адгезию, термостойкость и высокую степень поглощения солнечного света.

Солнечные системы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут быть окрашены в черный цвет абсорбера обычными красками. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. На краске не экономишь.

Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше

Сделать в домашних условиях солнечный коллектор, который по техническим характеристикам и показателям можно было сравнить с заводской продукцией, нереально. С другой стороны, если вам просто нужно обеспечить достаточно воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно, чтобы запустить самый простой самодельный водонагреватель.

Что касается работающих зимой жидкостных коллекторов, то не все солнечные системы электростанций могут работать при низких температурах. Системы для всех сезонов, часто это устройства с вакуумными тепловыми трубками, с более высоким КПД, способные работать при температуре до -50 ° C.

Заводские солнечные коллекторы часто оснащаются поворотным механизмом, который автоматически регулирует угол и направление панели относительно сторон света в зависимости от положения солнца.

Эффективный солнечный водонагреватель – это тот, который полностью выполняет возложенные на него задачи. Чтобы нагреть воду на 2-3 человека летом, можно обойтись обычным солнечным коллектором, сделанным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую солнечную систему.

Преобразование энергии солнца в электричество

Солнечная энергетика развивается в двух направлениях, полупроводниковые преобразователи вырабатывают электроэнергию из дневного света. Солнечная система работает благодаря солнечным элементам, которые состоят из двух кремниевых пластин с разной проводимостью. В одном избыток отрицательных частиц, в другом – недостаток. Под действием света между катодом и анодом электроны начинают двигаться и возникает ток. Современные технологии позволяют производить пластины моно- и поликристаллического кремния, первые имеют более длительный срок службы и высокую эффективность, а вторые имеют низкую стоимость.

Производительность одного фотоэлемента не имеет большого значения, поэтому солнечные батареи набираются из них. Простейший генератор световой энергии представляет собой последовательную цепочку полупроводниковых пластин с полным напряжением. Обычные фотоэлементы – 3,6 А и 0,5 В. Стандартная конструкция может быть собрана из 36 таких пластин, которые будут генерировать ток 18 В, что соответствует примерно 60 Вт. Для увеличения тока подключают больше панелей. Параллельно, при этом мощность системы увеличивается, а напряжение остается неизменным.

Фотоэлементы днем ​​работают как генераторы энергии; если их закрыть, они превращаются в пантографы, могут перегреться и выйти из строя. Чтобы защитить солнечную систему от дневных потерь и разряда аккумуляторов в ночное время, к каждой панели последовательно подключен полупроводниковый диод.

Они хранят энергию, вырабатываемую солнечными элементами, в батареях с более низким напряжением. Поскольку солнечные панели работают с перебоями во время затемнения, они подключаются к резервуару через контроллер. Обеспечивает защиту от перезарядки аккумулятора и переключает систему на резистор. Для использования солнечного света в домашней электросети в цепи устанавливается инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный.

Собрать солнечные панели своими руками можно из готовых фотоэлементов и самодельного каркаса:

1. Мощность системы определяется предполагаемыми нагрузками, затем рассчитывается необходимое количество плит и площадь, которую они будут занимать.

2. Нижняя часть нижнего кожуха для размещения фотоэлементов изготовлена ​​из фанеры. По бокам необходимо просверлить отверстия для вентиляции и выравнивания внутреннего давления.

3. В качестве подложки для плит используется ДСП, а для защиты от атмосферных осадков используется оргстекло, которое выдерживает градовые удары.

4. Фотоэлементы располагаются на подставке лицевой стороной вниз так, чтобы между ними оставалось расстояние 5 мм.

5. Соединительные выводы одной пластины кладут на точки пайки с обратной стороны другой. Используйте маломощный паяльник с припоем и флюсом.

6. Цепи фотоэлементов последовательно фиксируются с помощью медной проволоки или специальной шины.

7. Панели переворачиваются и вместе с подложкой устанавливаются в корпус. Подключите диоды и пропустите провода через отверстие внизу для подключения к батарее.

8. Накройте каркас оргстеклом, заделайте стыки силиконом. Проведите тестовую проверку аккумулятора.

Тип системы Габаритные размеры, мм Впитывающий материал Цена, руб Режиссер
Плоский коллектор для сезонного нагрева воды:
Эффект сокола-А 2000×1000 алюминий 16800 ОАО «ВПК НПО Машиностроения»
Сокол-М эффект медь 1940 г
Стандарт Светогрей 2 1980×920 18680 ООО «Эксморк»
Изолировать 2065×1100 1900 г ООО «Новый полюс»
Всесезонный вакуум для горячего водоснабжения и отопления:
30 трубок с рамой 2370×1430 медь 49900 SGVA (Китай)
SUNRAIN ES-R1 (30 шт) 2420х2010 39800  ООО «Корса»

СЧ-30

2400×1900 61700 ANDI Grupp (Китай)
Аккумулятор для выработки электроэнергии:
ЧН150-36М 36 ячеек, 150Вт, 12В 1480×670 монокристаллический кремний 14780

Солнечная энергия Chinaland (Китай)

Элементы Exmork FSM-250M 72, 250 Вт, 24В 1640×920 17750 Sunny Energy Science and Technology (Китай)
Элементы Exmork FSM-300P 72, 300 Вт, 24 В 1956×992 поликристаллический кремний 19260

Классификация по температурным критериям

Существует довольно большое количество критериев, по которым классифицируется та или иная конструкция солнечной системы. Однако для устройств, которые можно изготовить своими руками и использовать для горячего водоснабжения и отопления, наиболее рациональным будет разделение по типам теплоносителя.

Следовательно, системы могут быть жидкостными и воздушными. Чаще всего применяется первый тип.

Галерея

Фото из

Шаг 1: Сборка коллектора из гофрированных труб

Шаг 2: покрасьте солнечную батарею в черный цвет

Шаг 3: Установите вентиляционные отверстия

Шаг 4: Сделайте крышку для солнечной батареи

Кроме того, часто используется классификация, основанная на температуре, до которой могут нагреваться рабочие узлы коллектора:

  1. Низкая температура. Опции, способные нагревать теплоноситель до 50 ° С. Применяются для нагрева воды в емкостях для орошения, ванных комнат и душевых в летнее время, а также для повышения комфортности прохладными весенне-осенними вечерами.

  2. Средняя температура. Обеспечивают температуру теплоносителя 80 ° С. Их можно использовать для обогрева помещений. Эти варианты больше подходят для обустройства частных домов.

  3. Высокая температура. Температура теплоносителя в таких установках может достигать 200-300 ° С. Используется в промышленных масштабах, устанавливается для обогрева производственных цехов, коммерческих зданий и т.д.

В солнечных системах при высоких температурах используется довольно сложный процесс передачи тепловой энергии. К тому же они занимают внушительное пространство, которое не по карману большинству наших любителей загородной жизни.

Процесс изготовления трудоемкий, для их выполнения требуется специализированное оборудование. Самостоятельно изготовить подобный вариант солнечной системы практически невозможно.

Высокотемпературные солнечные панели на домашних фотоэлектрических преобразователях сделать довольно сложно

Принцип работы

Коллектор используется для нагрева воды за счет солнечной энергии. Такой прибор можно установить возле летнего душа или на крыше частного дома.

Заводские модели состоят из внешней стеклянной панели и нижележащей системы трубопроводов. За трубами утеплитель. Стекло способствует созданию внутри помещения парникового эффекта.

Модели из поликарбоната ручной работы более просты – вода в них нагревается в ячейках самого листа. Горячая жидкость поступает в емкость, а холодная автоматически перетекает на ее место. В солнечную погоду такой коллектор позволяет нагреть воду, достаточную для купания нескольких человек.

Солнечный коллектор нагревает воду, поступающую в него по медным трубам, используя солнечную энергию

Порядок действий

Давайте разберемся, как сделать простой коллектор своими руками.

Подготовка

Для начала снимите мерки и определите, сколько площади вы можете занять под устройством. Если крыша сделана из поликарбоната, стекла или подобных относительно хрупких материалов, коллектор не должен быть слишком большим.

Очень удобная конструкция состоит из двух пластин примерно 2,1х1 м, один лист непосредственно нагревает жидкость, второй играет роль защитного покрытия. Поликарбонат должен быть только сотовым, желательно черным.

Рекомендуемая толщина листа 4 мм. Таким образом, общая площадь поперечного сечения каналов составляет 35 см² на погонный метр, что примерно равно поперечному сечению трубы диаметром 6-7 см. Таким образом, на 1 м² ткани помещается до 4 литров воды. Лист толщиной 10 мм вмещает до 10 литров на 1 м².

Перед тем, как приступить к строительству солнечного коллектора, необходимо составить подробную схему всей конструкции

Помимо поликарбоната вам потребуются следующие материалы:

  • две канализационные трубы ПВХ длиной 2 м и диаметром 32 мм;
  • 2 заглушки для трубок;
  • 2 гибких шланга с резьбовым соединением;
  • 2 уголка полипропиленовые с металлической резьбой;
  • пенопласт для утепления;
  • профили из оцинкованного гипсокартона и крестовины для каркаса;
  • силиконовый герметик.

Уголки из полипропилена должны плотно прилегать к трубам, поэтому их лучше покупать вместе.

Полипропиленовые трубы в солнечном коллекторе скреплены полипропиленовыми уголками

Ширина профилей должна соответствовать общей толщине листов поликарбоната и пенопласта.

Также понадобится приспособление для резки труб – болгарка или дрель с насадкой для пилы.

Если у вас нет черных листов, вам понадобятся соответствующие чернила. Поликарбонат можно красить нитроэмалью, акриловыми красками на водной основе или пластиковыми аэрозолями.

Сборка каркаса

Коллектор собирается следующим образом:

Закрепите трубы хомутами и сделайте на них пропилы, соответствующие длине будущего коллектора. Не касайтесь краев: начало и конец трубы должны оставаться целыми, чтобы их можно было подключить к системе.

Зашлифуйте участки поликарбоната, которые будут соприкасаться с трубой: герметик лучше прилегает к шероховатой поверхности.

Вставьте края бумаги в прорези. Ячейки должны быть перпендикулярны трубе, чтобы в нее могла попасть вода. Если разрез получился слишком тугим, сделайте его шире. Также можно канцелярским ножом подвести срез к краю трубы, после чего, двигаясь в сторону, постепенно направлять лист.

Загляните в трубку. Поликарбонат не должен входить более чем на диаметра, иначе это нарушит циркуляцию воды. При необходимости откорректируйте положение листа.

Обезжирьте стык и заделайте его. Чтобы избежать протечек из коллектора, сделайте надрез 3–4 раза: в первый раз попробуйте направить герметик внутрь стыка, затем сформируйте внешний шов

Обратите особое внимание на концы. Нанесите новый слой герметика после высыхания предыдущего

Если вы разрезаете трубу до самого края, обязательно полностью обрежьте этот участок.

Если вы купили прозрачный поликарбонат, покрасьте его в черный цвет и дайте высохнуть.

Вставьте уголки с резьбой в концы труб и заделайте стык. Противоположные края закрыть дюбелями.

Подсоедините коллектор к резервуару, наполненному водой, с помощью труб и фитингов. Внимательно проверьте все швы. Закройте все обнаруженные утечки.

Из профилей сделайте каркас с перемычками. Поместите пенополистирол внутрь и закрепите винтами. Поставить на него коллектор. Просверлите в профиле отверстия для труб и соедините их по углам. Накройте конструкцию защитным листом. Крепится к каркасу уголками и саморезами.

Подсоедините коллектор к резервуару горячей воды и насосу холодной воды.

Хотя использовать такой коллектор можно только летом, он все же значительно удешевит расходы на нагрев воды.

Источник – https://mr-build.ru/newteplo/solnecnyj-kollektor-iz-gofrirovannoj-truby.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: