Солнечные коллекторы для отопления дома

Значительно сократить расходы на отопление позволяет использование альтернативных источников энергии, например, солнца. Солнечный коллектор позволяет даже в зимнее время, когда продолжительность дня минимальна, сократить расходы на отопление почти в 2 раза.

Принцип работы:

1. Устройство состоит из коллектора, который устанавливается на крыше здания, либо на другом открытом участке.
2. Через коллектор происходит циркуляция жидкости или газа, который нагреваясь, отдаёт энергию в теплообменнике. Вода, нагретая в теплообменнике, затем может быть использована для отопления дома или для гигиенических целей.

принцип работы

Виды

Солнечные коллекторы могут отличаться по принципу работы и использованию различных видов теплоносителей и материалов.

Вакуумные

Наиболее эффективные. Принцип работы таких устройств заключается не только в максимальном поглощении солнечной энергии, но и в минимизации потерь тепла, которое было уже аккумулировано солнечным коллектором.

Элемент этого устройства состоит из медной трубки, которая окрашена в чёрный цвет, что позволяет наиболее эффективно поглощать солнечные лучи. Медная трубка вставлена в прозрачный стеклянный цилиндр. Из пространства между трубкой и цилиндром выкачивается воздух, что, подобно термосу, позволяет исключить потери тепловой энергии через стенки устройства. Такие трубки объединяются в батареи и устанавливаются обычно на крыше зданий.

Плоские коллекторы

Используются реже, но стоимость таких устройств не так высока, как вакуумных систем.

Плоские устройства состоят из панели, внутри которой находится металлическая пластина, окрашенная в чёрный цвет. К нижней поверхности пластины приваривается медная трубка небольшого диаметра, по которой циркулирует теплоноситель.

Панель должна быть надёжно изолирована снизу и по бокам, при этом аккумулирующая пластина не должна соприкасаться со стенками корпуса. Крышка изготавливается из прозрачного материала, это может быть закалённое стекло или поликарбонат с высокой степенью пропускания солнечной радиации.

Цена

Высококачественные солнечные коллекторы, которые будут конвертировать солнечную энергию в тепловую даже в 20 градусный мороз, стоят дорого. К тому же такие устройства необходимо правильно установить.

Цена некоторых комплектов этого оборудования с установкой может составлять более 500 000 рублей. Эти инвестиции начнут приносить “прибыль” уже через несколько лет, т. е. спустя 5 – 6 лет после установки солнечных элементов, они позволят сэкономить за этот период денежные средства равные тем, что были потрачены на покупку и установку оборудования.

Выбор коллектора

Если принято решение установить такую систему отопления, то к выбору оборудования стоит отнестись очень серьёзно. Ведь кроме того, что необходимо будет внести изменения в схему отопления дома, понадобится ещё на крыше установить крепление для панелей. Поэтому, прежде чем отправляться в магазин, следует произвести правильные расчёты мощности, а также возможность размещения данных приборов, которые имеют значительную площадь.

Система отопления дома может работать от системы солнечных коллекторов только в солнечные, ясные дни. При этом, средняя вырабатываемая мощность с 1 м2 составляет 800 Ватт. Если для полноценного отопления вашего дома необходима мощность равная 24 КВт, то площадь, которая потребуется для установки солнечных коллекторов должна быть равна 30 м2.

Максимальный КПД от работы такой системы возможен только тогда, когда панели расположены с южной стороны. Поэтому, прежде чем приобретать комплект оборудования, стоит произвести замеры площади крыши или другой площадки для установки солнечных коллекторов.

https://www.youtube.com/watch?v=nN-iJqjL6Ag

Делаем своими руками

устройство

Изготовить солнечный коллектор, который будет работать не хуже заводских моделей, можно своими руками.

Для этого понадобятся следующие материалы:

• решётка от холодильника 3 шт.;
• доска обрезная 100 *25 мм, общей длиной 8 метров;
• саморезы по дереву;
• газовый паяльник;
• монтажная пена – 2 проф. баллона;
• лист сотового поликарбоната размером 1,5 * 2 метра;
• рулонный утеплитель толщиной 30 мм. размером 1,5 * 2 метра;
• фанера;
• лист оцинкованной стали;
• дрель и перовое сверло 20 мм;
• переходник фитинг для металлопластиковой трубы 20 мм;

Чертежи:

Инструкция:

1. Из доски изготавливается короб 1,5 * 2 метра, нижняя часть которого обшивается фанерой или любым другим листовым материалом на дно.
2. На дно короба укладывается слой рулонного утеплителя и надёжно фиксируется специальным клеем. Затем на утеплитель устанавливается лист оцинкованной стали размером немного меньше внутреннего размера деревянного короба.
3. Металлический лист по периметру фиксируется монтажной пеной. После того, как пена полностью застынет, необходимо покрасить металлический лист, чёрной матовой краской.
4. Медные решётки от неисправных холодильников одной марки, выбираются таким образом, чтобы их высота была около 1,5 метра, а ширина равнялась 60 см.
5. Необходимо обрезать медные трубки, которые ведут к компрессору и реле, таким образом, чтобы в решётке остались трубки одного диаметра. Затем необходимо тщательно вымыть внутреннюю часть медных трубок мыльным раствором.
6. После того, как решётки высохнут, с помощью газового паяльника сварить края медных трубок последовательно каждой решётки.
7. На обоих концах этой системы следует приварить переходники для присоединения металлопластиковой трубы диаметром 20 мм. После того, как система из нескольких решёток будет готова, следует установить её в короб на металлический лист, и также по периметру зафиксировать монтажной пеной, кроме мест присоединения металлопластиковой трубы. В этих местах следует просверлить в коробе перовым сверлом 20 мм отверстия, для подсоединения металлопластиковой трубы.
8. После того, как пена застынет, необходимо покрасить решётку чёрной матовой краской, закрасить следует и места герметизации пеной, чтобы этот материал не разрушался при ультрафиолетовом воздействии.
9. После того, как краска полностью застынет, на торец деревянного короба следует закрепить металлические профили, в которые затем устанавливается поликарбонат.

Правила монтажа

1. Монтаж коллектора осуществляется только с южной стороны здания, при этом плоскость панели этого устройства должна быть под углом 40 градусов к плоскости земной поверхности.
2. Конструкция имеет достаточно высокую парусность, поэтому должна быть надёжно закреплена, иначе сильным порывом ветра, тяжёлый коллектор будет сброшен на землю, что может стать причиной серьёзных травм или повреждений строений и коммуникаций. Правильно установленный коллектор обязательно должен возвышаться слегка над кровельным материалом, чтобы осадки могли беспрепятственно проходить под коллектором.
3. Даже сверхпроизводительный солнечный коллектор не сможет обеспечить жилище теплом, если трубы для отвода тёплой жидкости от коллектора будут недостаточно утеплены и иметь очень большую длину. Идеальный вариант – это когда теплообменник находится не более чем в 1,5 – 2,0 метрах от коллектора. Такое расположение возможно, если солнечный коллектор установлен непосредственно над теплообменником.

Теплообменники бывают 2 видов:

1. Теплообменник двухконтурный – в данном случае нагретый теплоноситель циркулирует в нижней части ёмкости в спирально расположенной медной трубке. Таким образом, тепло, которое было передано теплоносителю. нагревает воду в резервуаре. При использовании такой системы, в качестве теплоносителя используется антифриз, что позволяет с успехом использовать данный вариант передачи тепла круглогодично.
2. Прямой теплообменник – в этом случае в системе циркулирует вода, которая может быть использована в хозяйственных нуждах, и как теплоноситель в системе отопления. Вода, которая проходит через коллектор, без применения теплообменника напрямую направляется к системе обеспечения горячим водоснабжением или в радиаторы отопления.

Блиц-советы

1. При организации отопления наибольший эффект от использования такой системы, достигается, если нагретая жидкость поступает в систему тёплый пол. Температура теплоносителя в таких системах значительно ниже, чем в конвекционных отопительных элементах, что позволяет поддерживать комфортную температуру в помещении.
2. В такой системе отопления может быть установлен накопительный бак большой ёмкости, который должен быть надёжно герметизирован от утечек тепла. Тогда в очень солнечные, ясные дни происходит накопление тепловой энергии в резервуаре, которая в ночные часы может использоваться по назначению.
3. Накопительный бак может быть оснащён ТЭНом для подогрева воды электричеством, в том случае, когда температура воды будет недостаточно высокой.
4. Можно не заниматься самостоятельными расчётами необходимой мощности и площади установки. Достаточно обратиться в специализированную фирму, которая занимаются монтажом оборудования, и грамотные специалисты произведут все необходимые расчёты и измерения.