Low-Tech

18 Февраль 2017

Солнечный коллектор для всесезонного водоснабжения

Оцените материал
(0 голосов)

Солнечный коллектор – альтернативная система отопления, использующая в качестве топлива энергию солнца. Идея довольно проста в сборке и выгодна в эксплуатации. Средний КПД профессиональных моделей составляет порядка 80-85%. Проблема состоит в том, что цена заводских коллекторов неоправданно завышена – она стартует от 500 $ за 2 кв.м. и выше. Если делать что-то подобное самому, то, разумеется, абсолютно бесплатно не получится, но стоимость собственной гелиоустановки падает до 2,5 – 4 тыс. грн. Хотя и КПД самодельных систем достигает 50-60%. Так говорят специалисты, которые делают под заказ солнечные коллекторы для частных домов на территории Украины. Конечно, тут все зависит от качества и количества купленных материалов.

Однако, все не так грустно. Чтобы самому собрать солнечную гелиоустановку (коллектор) не нужно иметь специальное образование. В интернете сейчас есть масса подробнейших схем и чертежей для создания воздушных, водных и вакуумных солнечных коллекторов, используя самые различные материалы.  Мы остановимся на общих принципах конструирования солнечного коллектора для обеспечения горячего водоснабжения в летнее и зимнее время. Более подробную информацию можно скачать и прочитать из приложения в конце статьи.

Принцип работы солнечных водонагревателей достаточно прост. Черная поверхность поглощает тепло, которое затем передается воде. Самые простые и недорогие коллекторы создаются для использования в летнее время года для подогрева летнего душа или мытья посуды теплой водой. Такая система работает за счет естественной циркуляции (без насоса), а иногда даже без накопительного бака. Теплая жидкость в системе самостоятельно поднимается вверх от коллектора, где она подогревается солнцем, к баку. Там теплая вода поднимется в верхнюю часть бака, а остывшая вода спускается из нижней части бака обратно в коллектор. Если рассматривать схему с естественной циркуляцией воды, тогда коллектор  должен устанавливается ниже на 800-1000 мм уровня бака, куда будет поступать горячая вода. Это должно обеспечиваться разностью в плотности теплой и холодной жидкости. В тех случаях когда, солнечную панель приходится вешать выше бака, например на крыше дома, придется использовать циркуляционный насос. С наступлением холодов, воду из системы придется слить, чтобы замерзшая вода не порвала трубы.

Чтобы обезопасить систему от заморозков, в систему встраивается теплообменник. Теплообменник представляет собой змеевик  из медной, нержавеющей или металлопластиковой трубы. В нем циркулирует теплоноситель пропиленгликоль (антифриз) и нагревает воду в баке. Змеевик следует располагать в нижней части бака, поскольку нагретая от него вода будет подниматься вверх. Важно уделить повышенное внимание прочности и герметичности спирали, чтобы пропиленгликоль не мог просочиться в бак с водой. В такой системе желательно использовать циркуляционный насос. Но можно использовать и естественную циркуляцию (если это возможно). Обязательно к контуру необходимо подключить расширительный бак.

А теперь коротко о том, как делаются солнечные коллекторы. Главный элемент системы – абсорбер или панель, которая поглощает солнечные лучи. Обычно ее делают из черного листа металла, который сваривают (или спаивают) с рядом металлических труб. В них будет циркулировать теплоноситель (пропиленгликоль (антифриз), вода). Некоторое количество труб (в зависимости от размера коллектора) устанавливаются вертикально и привариваются к двум трубам большего диаметра, расположенных горизонтально. Эти толстые трубы для входа и выхода жидкости должны быть расположены параллельно друг другу. А входное отверстие для жидкости (нижняя часть абсорбера) и выходное отверстие (верхняя часть абсорбера) должны располагаться с разных сторон панели (диагонально). Для соединения в толстых трубах необходимо просверлить отверстия под диаметр вертикальных труб. Для лучшей передачи тепла от металлической пластины к трубам очень важно обеспечить максимальный контакт пластины с трубами. Сварка должна быть вдоль всего элемента. Важно, чтобы металлический лист и трубы плотно прилегали друг к другу.

Саму солнечную панель вставляют как правило в деревянную раму, на которой закрепляют стекло (обычно его «садят» на резиновый оконный уплотнитель, а по краям закрепляют оцинкованной жестью). Стекло будет пропускать солнечные лучи и при этом сохранять тепло. Лучше ставить стекло не меньше 5 мм толщиной, чтобы его не побил град. Остальные части рамы: бока и нижнюю часть утепляют пенопластом или стекловатой, чтобы минимизировать потери тепла. Все швы и щели короба тщательно заделываются теплостойким герметиком по той же причине. Полученный коллектор соединяется с баком-аккумулятором с помощью двух труб, для горячей и холодной воды. Поэтому в деревянным корпусе делают сквозные отверстия для подачи холодной и отвода нагретой жидкости из коллектора. Если предусматривается естественная циркуляция в системе, используются трубы диаметром не меньше ¾ дюйма. Чем короче будет расстояние между абсорбером и баком, тем меньше теплопотери.

Теплая вода будет храниться в накопительном баке. В качестве бака можно использовать неработающий бойлер, баллон для газа или бочку из пищевого пластика. Главное учесть, что в герметичном баке будет создаваться давление, поэтому он должен быть способен выдерживать давление хотя бы в несколько атмосфер. В баке делают отверстия для входа и выхода теплообменника, ввода холодной воды, и забора нагретой. И трубы и бак также следует тщательно утеплить.

Немаловажный элемент системы – расширительный бачок. Он представляет собой открытый резервуар, находящийся в верхней точке контура циркуляции жидкости. С его помощью контролируется давление в коллекторе, через него выходит воздух, а также можно доливать воду в коллектор. Под него можно использовать любую металлическую или пластиковую емкость. Не лишним будет напомнить, что бачок также необходимо теплоизолировать.

Короб-коллектор устанавливается под оптимальным углом к солнцу. Считается, что летом коллектор нужно располагать с наклоном, который определяется как географическая широта, расположения вашей местности минус 10 градусов. Это около 30-35 градусов к горизонту. Для весны и осени – это значение широты местности плюс 10 градусов. Получается около 40-45 градусов.

И еще один момент. Ночью температура воздуха становится ниже температуры подогретой воды. В этом случае коллектор начнет обогревать окружающую среду и в целом работать в обратном режиме. Чтобы этого избежать, в систему встраивается вентиль, позволяющий предупреждать возможность обратной циркуляции. Достаточно будет просто перекрыть этот вентиль вечером, и энергия сохранится в системе.

ЧТОБЫ ПОЧИТАТЬ КНИГУ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА НАЖИМАЙТЕ КНОПКУ НИЖЕ

Скачать

Прочитано 1279 раз

Оставить комментарий

Контактная информация

По каким-либо вопросам или с предложениями можете связаться с нами по телефону или отправить письмо на наш эл. ящик.

Тел: (098) 3276478

Фотогалерея