При помощи солнечного коллектора энергия солнца преобразуется в тепловую. В качестве теплоносителя выступает воздух или любая жидкость. В процессе циркуляции носитель нагревается и поступает в бак. Подогретая вода расходуется потребителем.

Изготовление такой гелиосистемы, возможно, своими руками. Покупные устройства сложные, но самодельные, созданные по их подобию, значительно упрощаются. Хорошо выполняет свою работу аппарат, изготовленный из пивных банок.

1
Разновидности систем

Устанавливаемые солнечные коллекторы являются независимой гелиосистемой. Существует несколько разновидностей установок, конструкция которых не имеют принципиальных различий:

  1. 1. Плоское устройство. Элемент под названием абсорбер поглощает энергию солнца. Он имеет изолирующий слой и прозрачное покрытие. С целью повышения эффективности окраска ведется в черный цвет. Передача теплоносителя идет по медным трубкам. Чем солнечнее день, тем больше вырабатывается тепловой энергии. Для усиления теплопроводности абсорбер коллектора снабжается экраном, изготовленным из алюминия или меди.
  2. 2. Воздушный коллектор. Используется для нагрева пространства в доме. Проходящий через систему воздух передает тепло в помещение. Аппарат способен повысить температуру внутри квартиры относительно наружной на 17 градусов. Для отопления зимой этого будет недостаточно, но общие затраты на обогрев территории снизятся.
  3. 3. Вакуумная гелиосистема. Такие устройства относятся к самым дорогостоящим. Высокие показатели обеспечиваются благодаря наличию нескольких слоев стекла и создания внутри вакуума. Коллекторная система имеет прозрачную наружную часть и покрытую специальным составом внутреннюю, которая улавливает солнечные лучи. Благодаря вакууму потери тепла минимальные.

2
Принцип действия

Все существующие установки работают по одному принципу. Основной узел – это коллектор, который представляет собой систему трубок. Выкладываются они в виде змеевика. По ним подается воздух, вода или антифриз. Процесс циркуляции обеспечивается перепадом давления или испарением жидкости, когда совершается переход ее из одного состояния в другое.

Следующий узел – абсорбер. Он представляется 1 или несколькими пластинами, которые соединены с трубками. Поверхность выкрашивается в черный цвет. Здесь происходит аккумуляция солнечной энергии.

Сверху располагается крышка. Ее изготовление ведется из закаленного стекла.

Если корпус будет изготовлен из полимерных материалов, то это может привести к разгерметизации системы. Связано это с тем, что он имеет высокий коэффициент теплового расширения.

В летний, весенний и осенний периоды в качестве теплоносителя допускается использование воды. Зимой же система работает только с антифризом.

3
Изготовление коллектора своими руками

Если коллектор предназначен для нагрева воды летом, он формируется одноконтурным, без насоса. Конструкция простая. Изготовление самодельного устройства состоит из формирования его составляющих:

  • корпуса;
  • теплоизоляции;
  • теплоприемника;
  • накопительного бака.

3.1
Создание корпуса

Если планируется изготовить корпус с наименьшими затратами, то используется дерево. На брусья набивается фанера, доски или плиты ОСП. Иногда каркас делается из алюминия. Если сделать корпус металлический, то он обойдется дорого.

Учитывая, что срок эксплуатации солнечного коллектора составляет 20-30 лет, к материалам предъявляются повышенные требования. Все деревянные части пропитываются водно-полимерными эмульсиями. Возможно применение лакокрасочных покрытий.

3.2
Особенности теплоизоляции

Для сокращения потерь тепловой энергии на дно короба прокладывается теплоизоляция. В качестве вариантов материалом служит минеральная вата или пенопласт. В случае прокладывания фольги одновременно идет еще и отражение солнечных лучей от корпуса.

Когда снизу укладывается минеральная вата, то трубки располагаются сверху. Применение пенопласта связано с вырезанием в нем канавок под змеевик. Дальше идут пластины абсорбера.

3.3
Материалы для теплоприемника

В качестве теплоприемника используется система медных труб. Другим вариантом является формирование спирального теплоприемника с использованием пропиленового шланга. Народные умельцы приспосабливают для этих целей теплообменник от неработающего холодильника или панельные радиаторы. Главное, чтобы все эти элементы обладали хорошей теплопроводностью. Следует учитывать, что в случае применения медных труб эффективность коллектора больше на 20 %, чем при применении металлопластика. При этом второй способ обойдется значительно дешевле.

Располагаются трубы в виде змеевика. В этом случае обеспечивается равномерность движения потока. Все стыковые соединения герметизируются. Это касается сварных точек и резьбовых мест.

Сверху устанавливается закаленное стекло. Оно обеспечивает хорошее прохождение солнечных лучей. С поверхности стекло делается рифленым и матовым. Это гарантирует его прочность и уменьшает отражаемость.

Полимерные трубы

3.4
Накопительный бак

Емкость для накопительного бака бывает размерами 20-40 л. Можно использовать емкости меньших объемов, соединяя последовательно в цепочку трубами. Их стенки подлежат утеплению. Это необходимо для того, чтобы накопленное тепло не уходило в пространство.

Накопительный бак не выполняет аккумулирующих функций. Полученная энергия тут же используется по назначению. Емкость обеспечивает в системе стабилизацию давления.

3.5
Сборка гелиосистемы

Как только все элементы подготовлены, необходимо собрать их в единое изделие. Для этого выбирается наивысшая точка на территории дома. Если это крыша, то место не должно быть затенено и хорошо покрываться световыми лучами.

Важно помнить, что конструкция имеет большой вес, который будет давить на перекрытие.

Сначала устанавливается емкость, а затем коллектор, который заполняется жидкостью. Размещение ведется с южной стороны. Угол наклона к горизонту составляет 35-45 градусов.

После размещения на выбранном участке всех элементов системы начинается их обвязка трубами. При этом необходимо обеспечить герметичность всем стыковым точкам. Только так солнечный коллектор будет работать эффективно. Используемые трубы подбираются размером: дюйм и полдюйма. И только трубы, которые заходят в помещение и обеспечивают нужный напор, ставятся меньшего диаметра.

Всю систему следует теплоизолировать. Это касается как труб, так и накопительной емкости. В качестве материала используется базальтовая вата или пенопласт. Чтобы недорого утеплить накопительный бак, вокруг него формируется короб из досок или фанеры. Пространство заполняется соломой, опилками, глиной или шлаковатой.

4
Система из пивных банок

Пивные банки покрыты матовой краской, что обеспечивает им устойчивость к высоким температурам. При изготовлении такой конструкции важно правильно соблюдать технологию.

После сбора банок их следует хорошо вымыть. Изготавливаются они на заводе из железа или алюминия. В днище своими руками проделываются отверстия. Выполняются они гвоздем, дрелью или крестовой отверткой. В верхней части ножницами вырезается плавник. Он необходим для лучшего прохождения теплого воздуха по таре.

После этого с поверхности удаляется весь жир и начинается склеивание предметов. Стыковка дна с горлышком проходит хорошо. Именно в этих местах наносится клей.

В процессе работы столбик из банок укладывается в шаблон. Изготавливается он из 2 досок. Сбиваются они под углом 90 градусов. Затем склеенная система оставляется до полного высыхания.

Столбики банок вкладываются в каркас, который делается деревянным или из алюминия толщиной 1 мм. В корпусе изготавливаются отверстия под банки. После их вставки зазоры герметизируются клейкой лентой или силиконом.

Затем клеится основная коробка. Материалом является древесина. Составные части делаются из досок или фанеры.

Из пенопласта укладывается изоляция. Все банки окрашиваются в черный цвет. По мере накопления энергии она отдается помещению. В результате днем воздух прогревается. В ночное время из-за недостатка солнечных лучей коллектор лучше прикрыть, чтобы дом не остывал. Воздух подается вентилятором, который управляется двумя термостатами. Один устанавливается на входе, а другой на выходе. Если они правильно отрегулированы, то в солнечный день коллектор выдает 1-2 кВт энергии.

Изготовление самодельного коллектора дает ощутимые результаты. Не всегда его достаточно для удовлетворения всех нужд по отоплению территории и снабжению теплой водой. Однако дополнительная энергия может использоваться как добавка к основной, что дает существенную экономию бюджета.