Простой солнечный коллектор своими руками

Как сделать солнечный коллектор своими руками – самодельное устройство для отопления дома

Сегодня мы с вами будем делать своими руками солнечный коллектор для отопления дома.

Солнечные коллекторы и водонагреватели на YouTube: ссылка.

Солнечный коллектор для нагревания воздуха и воды изготовим из старых металлических светильников размером 600*1200 мм, старого стекла и черной краски. Коллектор позволит вам сократить расходы на тепловую энергию или покупку углеводородного топлива.

Сделаем и установим несколько таких самодельных коллекторов для отопления на южной стороне дома. Зимой в солнечные дни, они смогут покрыть часть необходимой для отопления тепловой энергии.

Принцип работы таких устройств состоит в следующем: холодный воздух из нижней части помещения поступает в коллектор, нагревается в нем и поступает обратно в помещение через верхнее вентиляционное отверстие. Встроенный вентилятор увеличивает обмен воздуха, проходящего через устройство.

Коллекторы будут изолированы друг от друга металлическими перегородками, для лучшего распределения нагреваемого воздуха. Коллекторы подключаются к дому посредством гибкого рукава. Воздуховоды внутри дома будут распределять теплый воздух по помещениям.

Преимущества вакуумного теплогенератора:

• бесплатная тепловая энергия;
• отсутствие потребности в топливе;
• возобновляемая энергия;
• экономически эффективное отопление;
• не оказывает негативных воздействий на окружающую среду;
• выполнен из вторсырья.

Шаг 1: Заглянем в мусорный бак

Подбираем необходимые материалы (по возможности, бывшие в употреблении):

• Старый светильник.
• Алюминиевый скотч.
• Черная краска.
• Стекло, вырезанное по размерам светильника.
• Силиконовый герметик со шприцом.
• Резиновые перчатки.
• Перчатки, защищающие от порезов стекла или металла.
• Молоток и отвертка.
• Ножницы по металлу.
• Термометр.
• Саморезы и дрель с битой.
• Стеклорез и маркер (если потребуется резать стекло).

Шаг 2: Готовим основание

Возьмите светильник и сделайте следующее:

• Удалите старые лампы.
• Снимите крепления ламп.
• Удалите остальные внутренности.
• Скрепите углы корпуса светильника с помощью саморезов.
• Промажьте герметиком углы, а также все щели и отверстия в светильнике.
• Залепите все большие отверстия алюминиевым скотчем.
• Перед тем, как начать красить каркас черной краской, дайте силикону высохнуть в течение ночи.

Шаг 3: Красим

Покраска каркасов проводится в следующем порядке:

• Наденьте одежду, которую не жалко испортить краской.
• Наденьте защитные перчатки.
• Накройте газетой предметы и поверхности, чтобы защитить их от попадания краски.
• Очистите и помойте водой с мылом все корпуса светильников и затем просушите их.
• Покрасьте светильники со всех сторон и дайте им высохнуть в течение ночи.

Шаг 4: Вырезаем вентиляционные отверстия

Делаем вентиляционные отверстия так:

• Используя молоток и отвертку, пробейте дырки в тех местах, где будут находиться вентиляционные отверстия. Отверстия должны располагаться по центру корпуса светильника в верхней и нижней его частях.
• Вырежьте квадратные отверстия ножницами по металлу. Верхнее, в которое будет устанавливаться вентилятор, должно быть немного меньше самого вентилятора, чтобы вентилятор можно было закрепить с помощью саморезов. Наденьте защитные перчатки, чтобы защитить руки от порезов.
• Обработайте края прорезанного отверстия, чтобы удалить острые края и заусенцы.

Шаг 5: Устанавливаем стекла

Стекла устанавливаем в следующем порядке:

• Нанесите силиконовый герметик на края корпуса.
• Установите на герметик стекло.
• Если стекло состоит из нескольких частей, то нужно будет промазать швы между всеми стеклами.
• Дайте силикону высохнуть в течение ночи.

Шаг 6: Устанавливаем солнечные батареи и вентилятор

• Осторожно прикрутите вентилятор саморезами к верхнему отверстию солнечного нагревателя.
• Не забудьте убедиться в том, что вентилятор при работе будет вытягивать воздух из коллектора.
• Положите его горизонтально стеклом вверх.
• Нанесите небольшое количество герметика на заднюю сторону панели солнечной батареи и приклейте батарею к одному из верхних углов коллектора.
• Подключите солнечную батарею к вентилятору и дайте силикону высохнуть в течении ночи.

Разберемся, как будет работать устройство:

• Вентилятор высасывает нагретый воздух из верхней части; разряжение, создаваемое в коллекторе засасывает холодный воздух внутрь.
• В сущности, вентилятор позволяет быстрее нагревать помещение, чем если бы нагретый воздух из коллектора поступал в дом за счет конвекции.
• Верхнее и нижнее отверстия будут соединяться с помещениями в доме.
• Если для нагрева воздуха солнечной энергии будет достаточно, то и для вентилятора хватит энергии солнечной батареи для работы.

Шаг 7: Следующий шаг

• Изготовьте как можно больше коллекторов и установите их возле дома. Предусмотрите теплоизоляцию задней и боковых частей коллекторов: это уменьшит потери тепла через стенки корпуса.
• Сократите расход топлива для выработки тепловой энергии и выброс парниковых газов в атмосферу.

• Установите собранный коллектор в место, освещаемое солнцем большую часть дня.
• Поместите термометр рядом с верхним отверстием коллектора.
• Записывайте показания каждый час.
• На термометре, изображенном на фото выше, показание температуры составляет 53 градуса Цельсия – это внутренняя температура коллектора, т.к. датчик находится внутри.
• Тесты показывают, что при температуре наружного воздуха плюс 15 градусов Цельсия, температура в области верхнего отверстия коллектора колеблется от 35 до 66 градусов в течении дня.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Как сделать солнечный коллектор своими руками

Солнечный коллектор служит для сбора энергии солнца и использования этой энергии в хозяйственных нуждах. Например, его можно использовать как дополнительный источник тепла при обогреве помещения или для нагрева воды.
В этой статье будет показан процесс изготовления воздушного коллектора для обогрева помещения. Конструкции данного устройства могут быть очень разнообразные, а вот принцип действия одинаков.

Устройство и принцип работы солнечного воздушного коллектора.

• Коллектор собирается в утепленном корпусе. Тепло, получаемое от солнца не должно уходить наружу.
• Короб коллектора накрывается прозрачным материалом, стекло, поликарбонат, полиэтиленовая пленка и т.п. Это необходимо для того, чтобы солнце могло нагревать теплообменник, который находится в коробе коллектора. Теплообменник воздушного коллектора является самой важной деталью. Он собирает тепло солнечных лучей и передает его воздушному потоку воздуха, который проходит через него.
• Теплообменник обязательно должен быть окрашен в черный цвет, чтобы лучше поглощать солнечный свет. Для улучшения отдачи тепла от теплообменника к воздушному потоку, проходящему через коллектор, теплообменник должен иметь как можно большую площадь поверхности. Также теплоотдачу улучшает материал, из которого выполнен теплообменник. Наиболее подходящий материал — это алюминий и медь.
• Эффективность коллектора напрямую зависит от его размера. Чем больше площадь теплообменника, на которую попадают солнечные лучи, тем больше он может аккумулировать солнечного тепла.

Как правило, такие коллекторы устанавливают на солнечную сторону здания под углом как можно более перпендикулярном солнечным лучам. Лучшее место для установки такого коллектора — это наклонный скат крыши здания. Хотя если его установить вертикально вдоль стены здания, то он тоже будет давать тепло.
Также воздушный коллектор лучше всего располагать как можно ближе к помещению, которое вы хотите обогреть. Это необходимо для того, чтобы снизить потери тепла в воздуховодах. Если же расположить близко не получается, то воздуховоды нужно дополнительно утеплить.

Изготовление теплообменника солнечного воздушного коллектора.

Для изготовления самой важной детали коллектора – теплообменника, возьмём обычные жестяные банки из-под пива или сока. Данные банки как правило изготавливают из сплава алюминия. Это как раз и нужно для эффективной теплоотдачи. К тому же все банки выполнены одинакового размера и сделаны так, чтобы в упаковке их ставили друг над другом, то есть хорошо стыкуются друг с другом. Очень редко бывают банки изготовленные из стального листа, а не алюминия. Поэтому рекомендуется все банки проверить постоянным магнитом. Алюминий не будет магнититься, а стальные будут.

• Во избежание последующего неприятного запаха из коллектора, все банки необходимо предварительно хорошо вымыть с моющим средством и просушить.

• Сверлим отверстия в донышке банок. Ножницами по металлу разрезаем донышко и верх банки на отдельные лепестки и загибаем их во внутрь банки. Главное из банки сделать сквозную трубу, способ исполнения не имеет значения. Чтобы не порезать пальцы на руках, необходимо работать в перчатках .

• Склеиваем банки друг с другом любым термостойким клеем. Клей должен быть именно термостойкий, так как температура выходящего воздуха из воздушного коллектора может достигать 80С, а температура теплообменника и того больше.

• Чтобы банки после склеивания приняли вид ровной трубы, их нужно склеивать в каком-либо направляющем уголке. Можно найти что-нибудь подходящее в хозяйстве или сделать такой уголок самому из 2‐х кусков фанеры или досок.

Таким образом изготавливаем необходимое количество труб.

Изготовление каркаса солнечного воздушного коллектора.

Каркас лучше всего сделать из теплоизоляционных материалов. Для этого подойдет доска, фанера, ЛДСП и тому подобное.

Если есть возможность, то лучше в каркасе выполнить паз для укладки стекла как показано на фото ниже.

Если же такой возможности нет, то можно обойтись без этого паза. Тогда стекло будет приклеиваться сверху короба и зажиматься металлическими или алюминиевыми уголками. В каркасе нужно предусмотреть отверстия для притока и выхода воздуха. Их можно расположить на торцевых стенках короба или на задней панели. Диаметры отверстий лучше всего подобрать под стандартную пластиковую вентиляцию, которую можно купить в любом строительном магазине.

Вырезаем из фанеры или доски две прямоугольных детали – держатели труб теплообменника. Данные детали должны устанавливаться во внутрь короба. Теперь на этих деталях необходимо разметить и просверлить отверстия как показано ниже на фото. Для этих целей подойдет сверло-коронка. При разметке нужно стремиться к тому, чтобы расстояние между соседними рядами банок было как можно меньше.

Пришло время утеплить короб. Для этого подойдет пенопласт, вспененный полистирол и т.п. Толщина утеплителя от 2см. Утеплять нужно все стороны короба, включая заднюю стенку. Все имеющейся щели необходимо запенить, чтобы избежать запотевания стекла, так в месте таких щелей будет образовываться влага из-за разности температур на улице и внутри каркаса солнечного коллектора.

Сборка воздушного солнечного коллектора

Устанавливаем наши трубы в перегородки с отверстиями. Стыки перегородок и корпуса коллектора запениваем монтажной пеной. Стыки труб и перегородки закрываем герметиком.

Теперь необходимо покрасить нашу конструкцию. Красим обязательно в черный матовый цвет, так как этот цвет наиболее поглощает солнечные лучи. Краска должна быть термостойкой. Ее можно спросить в автомагазинах. Там она продается в баллончиках для окраски глушителей. Отдельно красить со всех сторон трубы не имеет смысла, так как солнечные лучи будут попадать только на одну сторону труб.

Красим воздушный коллектор

Осталось только закрыть короб стеклом. Для этого промазываем короб коллектора по контуру герметиком с устанавливаем стекло. После необходимо стекло прижать мебельными уголками.
Солнечный воздушный коллектор готов.

• Чтобы в ночное время исключить поступление холодного воздуха из коллектора в помещение, необходимо на выходе установит обратный клапан. Его продают в комплектующих вентиляционных пластиковых систем.

• Для лучшей работы коллектора необходимо установить нагнетающий вентилятор с его нижней стороны. Выход теплого воздуха будет тогда соответственно с верхней стороны. Должна получиться система рециркуляции. Снизу из помещения забирается прохладный воздух, прогоняется через коллектор, где он нагревается и заново приходит в помещение сверху.

• Чтобы эффективность воздушного коллектора не снижалась, его стекло необходимо периодически очищать от пыли.

Как своими руками изготовить солнечный коллектор?

Сейчас у людей, живущих в своих домах, часто возникает вопрос, как сэкономить на отоплении и горячей воде. В поисках этой экономии они обращаются к использованию энергии солнца. Поэтому сегодня так часто можно услышать вопрос о том, как сделать солнечный коллектор своими руками. Ведь это устройство позволяет частично освободить от функции подогрева воды центральный котёл в доме. Солнечный коллектор представляет собой аппарат, который поглощает солнечную энергию и преобразует её в тепловую. Эта тепловая энергия передаётся теплоносителю. Обычно коллектор в классическом исполнении – это металлическая пластина в деревянном или пластиковом корпусе с утеплителем, поглощающая солнечное излучение.

Как работает солнечный коллектор?

Прежде чем говорить о том, как сделать солнечный коллектор для отопления дома своими руками, нужно объяснить принцип его функционирования.

Принцип работы солнечного коллектора

По конструкции солнечные коллекторы делят на трубные, плоские и вакуумные. Самая большая эффективность у вакуумных, которые имеют конструкцию типа термоса. Трубы вставлены одна в другую. Пространство между ними заполняет вакуум, что обеспечивает отличную теплоизоляцию. В роли теплоносителя выступает вода. Эта вода может направляться как на отопление дома, так и использоваться для технических нужд. Напрямую в качестве горячей воды для мытья она не используется. Она идёт в бойлер, где нагревает воду, циркулирующую в другом контуре.

Солнечный коллектор не потребляет топлива и не даёт выбросов в окружающую среду углекислого газа. При этом эффективность подобных коллекторов доходит до 80 процентов. Если говорить о России, то на её большей территории выработка солнечной энергии с начала весны и до середины осени составляет около пяти киловатт на квадратный метр. Такое количество солнечной энергии даёт возможность подогревать около ста литров воды в коллекторе площадью 2 на 2 метра.

Вакуумный солнечный коллектор

Устройство плоского коллектора

Когда люди организуют солнечное отопление частного дома своими руками, то их чаще всего интересуют именно плоские коллекторы для нагрева воды. В таких устройствах теплоприёмник (металлическая пластина с медным змеевиком) находится в корпусе. Последний может быть как металлическим, так и выполненным из дерева. Теплоприёмник некоторые выполняют не в виде металлической пластины, а из жестяного профиля. Вместо медного змеевика используются чёрные трубы или ПВХ. Конечно, такие системы менее эффективны, но в домашних условиях годятся.

Теплоприёмник окрашивается в чёрный цвет, а между ним и задней стенкой коллектора прокладывается теплоизоляция. Сверху корпус коллектора накрывается поликарбонатом или прочным стеклом.

Плоский солнечный коллектор

Так, что плоские коллекторы привлекают тех, кто делает отопление дома своими руками, своей несложной конструкцией и привлекательным соотношением цены и качества. Однако такой коллектор подойдёт для использования в регионах с высокой инсоляцией круглый год. Или в летний период в средней полосе России. Зимой эффективность такого устройства сильно падает из-за больших потерь тепла через элементы корпуса. Есть примеры, когда люди изготавливают солнечный воздушный коллектор своими руками для отопления дома, но такие устройства мы рассматривать не будем по причине их низкой эффективности.
Вернуться к содержанию

Как сделать солнечный коллектор для отопления дома своими руками?

Какие материалы понадобятся, и сколько это стоит?

• Ёмкость объёмом 200─300 литров (разброс цен довольно большой, от 4 до 12 тысяч рублей);
• Стекло 2─3 квадратных метра (около 1 тысячи рублей) и рама под него (около 500 рублей);
• Доски для корпуса. Толщина должна быть не менее 25 мм, а ширину можно взять 100, 120, 140 мм (цена 1 доски 3 метра примерно 300─500 рублей);
• Крепёж для корпуса: соединительные уголки, гвозди, саморезы;
• На дно можно использовать ДСП или оргалит, чтобы снизить вес (200─300) рублей;
• Оцинкованное железо (300─400 рублей). Можно положить профиль, выкрашенный в чёрный цвет;
• Трубы для радиатора. Здесь цена будет зависеть от того, что вы будете использовать: железо, пластик, медь;
• Теплоизоляционный материал (упаковка 500─700 рублей).

Цена может отличаться в зависимости от того, какие размеры вы будете выдерживать. Ниже будет описан процесс изготовления коллектора в общем случае. Вполне возможно, что вы внесёте в него свои поправки. Если вы собираетесь изготавливать солнечный коллектор из поликарбоната своими руками, то в стоимость нужно включить его необходимое количество. Варианты с этим материалом часто можно встретить на дачных участках и в частных домах.

Изготовление солнечного коллектора

Сначала нужно изготовить короб. Помимо стенок желательно сделать распорки из досок и бруса, чтобы усилить. Дно делается ДСП или из оргалита. На него нужно уложить теплоизоляционный слой. Это может быть минеральная вата, пенополистирол и подобные материалы. Поверх укладывается жестяной лист. Далее устанавливается теплоприёмник и крепится к коробу. Перед установкой все детали окрашиваются в чёрный цвет матовой чёрной красной. Краску выбирайте теплостойкую. Нужно покрасить жестяной лист, радиатор, соединения и т. п.

Короб для солнечного коллектора

После этого проводится соединение в единую систему с помощью труб и подключение к водоснабжению. Желательно, чтобы в коллекторе было умещено максимальное количество труб. Постараться разместить хотя бы 10─12. Заполнение системы делается с нижней части, а именно, с радиатора. Так не будет возникать воздушных пробок. После наполнения системы водой из водяной камеры пойдёт вода через дренажную трубку.

Нужно заполнить бак, вода начнёт циркулировать и нагреваться. Нагретая вода будет вытеснять холодную, поднимаясь вверх. В результате холодная вода снова будет поступать в теплоприёмник. Когда в водяной камере сработает поплавковый клапан, то холодная вода опять пойдёт в нижнюю часть. Так происходит циркуляция и нет смешивания воды с разной температурой. На ночь подачу воды в накопитель лучше перекрывать, чтобы избежать тепловых потерь.

Разновидности солнечных коллекторов

В заключение стоит сказать несколько слов о том, какие бывают установки для нагрева воды на солнце. Материал может пригодиться для общего развития. Тепловые коллекторы подразделяют на:

• Низкотемпературные (нагрев воды до 500 градусов Цельсия);
• Среднетемпературные (до 800 С);
• Высокотемпературные (выше 800 С). Используются только в промышленности.

• Интегрированные накопительные;
• Плоские.

Накопительный коллектор ещё называют термосифонным коллектор. Помимо нагрева воды такие устройства ещё умеют поддерживать её температуру на определённом уровне. Такой вариант наиболее экономичен, поскольку не использует насосы. Конструктивно он представляет собой несколько ёмкостей с водой, находящихся в теплоизоляционном коробе. Через стеклянную крышку на ёмкостях солнечный свет нагревает воду. Коллектор прост в изготовлении и обслуживании, недорогой. Зимой применять не получиться.

Плоский коллектор, о котором говорилось выше, представляет собой короб, где расположен теплообменник. Обычно эту конструкцию изготавливают те, кто хочет сделать солнечный коллектор своими руками. Ящик закрыт стеклом или прозрачным пластиком. Теплообменник выкрашен в чёрный матовый цвет, сделана термоизоляция короба. Часто их применяют для подогрева воды в бассейнах на даче, вспомогательного отопления дома и т. п.

По типу теплоносителя коллекторы можно разделить на:

• Жидкостные. Теплоносителем здесь является вода или антифриз. Могут быть выполнены с использованием различных теплообменников;
• Воздушные. Являются бюджетным вариантом, но работают только до 10 С на улице. Зато они не текут и не промерзать. Часто их используют для сушки урожая в своих хозяйствах.

Есть также разновидность коллекторов, которые концентрируют солнечные лучи. В их конструкции предусмотрена зеркальная поверхность, направляющая на концентратор падающие солнечные лучи. Они применяются в странах ближе к экватору, поскольку в пасмурную погоду они работать не могут.