Отопление частного дома солнечными коллекторами: плюсы и минусы
На современном рынке есть многообразие нагревательных элементов, но иногда их цена слишком велика для простых пользователей, а тем более если требуется сразу 2-3 нагревательных бака.
Стоимость коммунальных услуг постоянно увеличивается, люди стараются найти методы экономии на отоплении и нагревании воды. Есть альтернативный отопительный источник, а потому можно будет сделать солнечный коллектор для отопления, который будет задействовать солнечную энергию для домашних нужд.
Такой вариант является экономичным для нагревания помещений и обеспечивает жилые дома горячей водой. В строительных маркетах можно отыскать такое оборудование, но тогда стоимость будет больше потраченной суммы на установку классической отопительной системы. Солнечные коллекторы можно изготовить и своими руками, пользуясь подручными материалам, которые точно найдутся на даче – банки, жестяные листы, бутылки из пластика, поликарбонатные листы, трубки из стекла и пр.
Отопление частного дома солнечными коллекторами: плюсы и минусы
Принцип действия
Сделанные собственноручно коллекторы идеально подходят для отопления, нагревания воды в коттеджах, маленьких домиках, а также для бассейна. Если вы решитесь на самостоятельную сборку агрегата, требуется вспомнить о физических законах, а также разобраться в принципе действия:
- Тепловой носитель подают в радиаторы по трубам, применяют для хозяйственных нужд (горячая вода в ванной комнате и на кухне).
- Тепло от абсорбера передают на бак с тепловым носителем – антифризом, водой, иной специализированной жидкостью, которая будет греть дом.
- Приемное устройство абсорбирует (т.е. поглощает) солнечную энергию – в роли таковых можно задействовать стеклянные или медные поверхности темного или черного цвета. Именно такие материалы обладают высокой степенью абсорбции и идеальны для нагревания воды и прочих жидкостей.
Рассмотрим теперь летний коллектор.
Летний вариант конструкции
Вы можете изготовить солнечные коллекторы собственноручно довольно быстро, так как это не очень сложно. Для его использования на даче летом вам не потребуется сложная схема и специализированное оборудование:
- При огромной протяженности системы лучше поставить насос, который будет способен усиливать движение теплового носителя.
- Для соединения бака с абсорбером (т.е. батареей) потребуются трубы с определенным диаметром.
- В этой системе выполняется естественное циркулирование жидкости, а потому бак стоит устанавливать выше на 10 см, чем уровень батареи.
- Когда требуется вода в доме, бак следует установить внутри.
- Если вода нужна исключительно на улице (горячая вода на стирку, мытье посуды, для бассейна и летнего душа) бак тоже стоит установить на улице.
Обратите внимание, что если вы планируете использовать солнечные коллекторы для отопления дома (т.е. не только в летнее время), схема будет другой, стоит учесть некоторые важные нюансы.
Можно ли пользоваться солнечным коллектором в зимнее время
Для постоянного использования такого устройства стоит узнать об особенностях функционирования солнечного коллектора в зимний временной промежуток. Основным отличием является тепловой носитель. Дело в том, что вода способна замерзать в контурных трубах, а потому ее стоит заменить на антифриз. Тут будет работать принцип косвенного нагревания с монтажом бойлера. После схема получается такой:
- После нагревания антифриза он начнет поступать от радиатора, размещенного на улице, в змеевик бака с водой и прогреет ее.
- После этого теплая вода будет подаваться в систему, а остывшая идет обратно.
- Обязательно стоит поставить манометр (т.е. датчик давления), расширительный клапан для того, чтобы сбрасывать избыточное давление, а также воздухоотводчик.
- Как и в летнем варианте, чтобы улучшить циркуляцию, стоит предусмотреть наличие специализированного насоса для циркуляции.
Важно! Есть всевозможные коллекторные схемы, которые можно сделать и своими руками, причем они отличаются по конструкционным особенностям, а также обладают определенными преимуществами и недостатками.
Разновидности и устройство
Типы
Условно такие системы можно поделить на 2 вида:
- Воздушные коллекторы, в которых используется нагретый воздух, а не жидкость.
- Жидкостные (о них мы и говорим в этой статье).
Еще они отличаются по коэффициенту полезного действия, потому что обеспечивают разный уровень тепловой отдачи. Это будет зависеть от материалов, применяемых для создания радиатора и площади. Наилучшим местом размещения абсорбера является крыша:
- Установленная батарея на крыше не займет полезное пространство, а потому никому не будет мешать.
- Обладает большой площадью.
- Туда попадет максимальное количество света от солнца.
Конструкция коллектора бывает таких видов, рассмотрим основные:
- Плоские солнечные коллекторы бывают вакуумными и жидкостными. Это наиболее популярный вид, потому что он довольно простой в плане монтажа, причем он эффективен, а еще способен обеспечивать дом требуемым количеством тепла для нагревания помещений, а также водой для хознужд.
- Вакуумный прибор, который обладает максимально сложной конструкцией. Для нагревания помещений, воды в любое время года идеально подойдут солнечные вакуумные коллекторы для отопления.
- Термосифонный прибор отличается тем, что в роли абсорбера применяются металлические или стеклянные трубки.
- Трубчатые коллекторы являются самым простым типом, который можно сделать для загородного дома, довольно примитивный, причем он не подойдет для использования зимой.
Отдельно хочется остановиться на конструкции, которая обеспечивает наличие теплой воды и отопления внутри дома в любой сезон, а потому предлагаем остановиться на двух наилучших вариантах. Именно по этой причине предлагаем рассмотреть устройство плоского и вакуумного солнечного коллектора.
Плоские коллекторы
Это самый популярный тип коллектора, который можно сделать своими руками. Отлично подойдет для применения в теплое время года для нагревания воды, а в зимнее время коэффициент полезного действия уменьшится. Конструкционные особенности состоят в следующем:
- При сборке коллектора такого вида стоит запастись стеклянным или поликарбонатным листом, который послужит крышкой и будет играть 2 функции – препятствовать попаданию мусора, осадков, а еще усилит нагревание.
- Еще внутри корпуса укладывают материал для тепловой изоляции, который сведет к минимуму тепловые потери.
- По трубкам циркулирует тепловой носитель – антифриз, пропилен-гликоль, вода или иные подходящие жидкости.
- Внутри размещена еще и пластина, в которой есть медный змеевик, изготовленный из трубки малого сечения.
- Корпус чаще всего имеет квадратную или прямоугольную форму, сделан из металла или иного материала, который имеет высокий показатель тепловой проводимости и покрыт лакокрасочным составом черного цвета.
Обратите внимание, что до начала сборки конструкции стоит проверить швы на предмет герметичности, чтобы не допускать попадания влаги и пыль внутрь устройства, а также выветривания нагретого воздуха. А чтобы коэффициент полезного действия не снижался, стоит часто протирать поверхность из стекла от загрязнений и пыли.
Вакуумные коллекторы
Для отопления водяного типа можно пользоваться вакуумными солнечными коллекторами. За счет конструкционных особенностей они более мощные, так как могут вырабатывать тепловую энергию, которой будет хватать на нагревание воды и прогревание комнат дома. Конструкционные особенности:
- У такой конструкции есть и минус – если хотя бы одна трубка перестанет функционировать, ремонт станет весьма проблематичным, потому что они соединены последовательно. Тогда потребуется заменить все «внутренности».
- В процессе нагревания антифриз начинает закипать, преобразуется в пар, который поднимается кверху и прогревает тепловой носитель.
- Концы трубок скреплены с трубой, по которой протекает тепловой носитель.
- Сверху трубки обработаны абсорбирующим материалом, который поглощает световую энергию, а внутри наполнены хладагентом.
- Свести потери к минимуму дадут трубки, которые размещают в колбы с откачанным воздухом.
Такой воздушный солнечный коллектор для отопления будет максимально эффективным и подойдет для поддержания температуры внутри системы в любое время года. Хотя в зимний период коэффициент полезного действия функционирующего устройства может немного снизится из-за короткого светового дня и небольшой активно света. Обращайте внимание на внутреннюю поверхность бака для воды, она спустя время покрывается накипью, из-за чего требуется очистка. Регулярность зависит от того, каково качество местной воды.
Важно! Сделать вакуумные трубки в кустарных условиях так, чтобы воздух был выкачан, их потребуется купить. Это немного увеличит траты на изготовление коллектора.
Как самостоятельно сделать солнечный коллектор
Если вам интересно, как изготовить солнечный коллектор своими руками, предлагаем рассмотреть главные этапы создания плоских типов конструкций:
- Вначале стоит произвести расчет размеров для будущего обогревателя, принимая во внимание площадь прогреваемого помещения. Еще это будет зависеть от степени активности солнца в том или ином регионе, размещения домов, местности, применяемых материалов и остальных факторов. Но отправной точкой является все же площадь поверхности, на которой он будет стоять.
- Продумайте, из чего будет сделан приемник (абсорбер). Для этого можно пользоваться трубками из алюминия и меди, плоские стальные радиаторы, а также резиновый свернутый шланг и пр.
- Приемник обязательно следует окрасить в черный цвет.
- После сделайте коллекторный корпус, для чего подойдут всевозможные материалы. Самым популярным вариантом является дерево, но можно воспользоваться и стеклом. Если есть старые остекленные окна, то это наилучший вариант.
- Между абсорбером и дном корпуса стоит проложить материал для тепловой изоляции (пенопласт или минеральную вату), который не даст теплу уйти.
- Всю площадь нагревателя стоит прикрыть листом металла (из тонкой стали или алюминия), который усилит эффект.
- Сверху уложите трубки змеевика, закрепите на металлическом листе посредством строительных скоб или иных методов, а концы змеевика выведите наружу.
- Солнечный коллектор сверху стоит накрыть специальным светопропускающим материалом, обычно это стекло. Можно пользоваться и прозрачным поликарбонатом, который намного практичнее – устойчивый к механическим ударам, а еще неприхотливый в плане ухода.
- Водный бак стоит покрывать изоляционным материалом или окрасить в черный цвет, чтобы остывание воды было замедлено.
- Установить нагревательный элемент на месте подключить посредством труб к баку для накапливания воды.
- Произвести пусковые работы, выполнить разводку на всю длину на наличие течи из-за соединений низкого качества.
Обратите внимание, что для идеального теплового обмена стоит оставить между нагревательными трубками и стеклом дистанцию в 1-1.5 см. Все стыки следует как можно лучше загерметизировать.
Заключение
При тотальном подорожании коммунальных услуг всегда можно перейти на альтернативные методы нагревания помещений, а также воды для хознужд. В остальных странах солнечные коллекторы используют для отопления уже долгое время. Если вы не желаете платить много денег за водяной промышленный коллектор, его можно собирать своими руками из подручных материалов. Желаете, чтобы конструкция была куда солиднее и правда могла удовлетворять потребности в ГВС и отоплении дома? В таком случае потребуется посетить строительный маркет, а также более основательно подготовиться к сборке – купить вакуумные колбы, особые трубки, стеклянные или поликарбонатные листы, иные комплектующие. При выборе оптимальной системы стоит принять во внимание солнечные коллекторы, как уникальное техническое решение, которое обязательно стоит рассмотреть.
