Традиционные источники энергии сегодня, пожалуй, никто не может назвать дешевыми. Поэтому люди постоянно находятся в поисках более экономичных энергоносителей, которые могли бы заменить существующие. Одним из таких источников является энергия солнца. Люди с давних пор используют её в различных направлениях и для разных целей. И если раньше для этого применялись весьма примитивные приспособления, то сегодня для преобразования солнечной энергии в тепловую создают специальные солнечные коллекторы. Эти устройства имеют не очень сложную конструкцию. Поэтому их можно сделать даже своими руками. Перед тем как рассмотреть вопрос о создании солнечного коллектора для обогрева дома собственными силами, рассмотрим виды этих устройств.

Виды коллекторов для солнечного обогрева дома

Вакуумный. Между телом нагрева и оболочкой устройства находится вакуум. Благодаря чему уменьшаются потери тепла. Вакуум создается в специальных стеклянных трубочках. Тепловая энергия идет от черной трубки, которая располагается внутри конструкции. С помощью такого коллектора можно получить такой объем тепловой энергии, которого достаточно для нагрева воды до 300 градусов.

Недостаток: не может самостоятельно очищаться от инея и снега в зимний период.

Плоский. Этот коллектор внешне выглядит как наружная прозрачная панель, внутри которой размещаются основные трубки. Задняя стенка оснащается теплоизолятором.

Достоинства:

1. Этот агрегат имеет больше теплопотерь, чем вакуумный коллектор. Но при этом оснащен более простой конструкцией.
2. Может самостоятельно очищаться от снежных заносов зимой.
3. Позволяет нагревать воду до 200 градусов.

Недостатки:

1. При сильном ветре на крепление идет слишком большая нагрузка.

Устройство имеет плохообтекаемую форму.

Воздушный. Теплоносителем в этой установке является воздух.

Достоинства:

1. Легко изготавливается своими руками.

Недостатки:

1. Невысокий КПД.
2. Нельзя использовать для нагревания воды.

Трубчатый. Этот агрегат представляет собой четыре черные трубки, которые заполняются базовым теплоносителем. За счет разницы температур устройства и нижней зоны накопителя происходит циркуляция. Подобный агрегат имеет большую плоскость поверхности, поглощающую свет, чем плоский коллектор.

Подвижные системы для солнечного обогрева. Они представляют собой установки, поворачивающиеся за движением солнца. Бывают разные конструкции. Например, имеются полностью разворачивающиеся агрегаты или те, у которых двигается только базовый нагревательный элемент и зеркало.

Принцип работы солнечной системы обогрева

Принцип обогрева солнечными коллекторами базируется на простейших законах физики. Один из них гласит, что жидкость с большей плотностью вытесняет естественным путём менее плотную. Именно этот принцип взаимодействия заложен в работу отопительных систем с естественной циркуляцией основного теплоносителя.

Методика обогрева такова:

1. Солнечные лучи нагревают трубку с теплоносителем.
2. Тепло накапливается в тепловом аккумуляторе.
3. От солнечных лучей поглощается достаточно большой процент тепла.

Основы обогрева солнечными батареями и коллекторами:

1. Отопление с природной циркуляцией теплоносителя отличается от обычного солнечного коллектора способом нагрева жидкости. В последнем вода нагревается на солнце. Из этого можно понять, как должна выглядеть наиболее оптимальная конструкция нагревателя воды солнечной энергией. Он представляет собой вертикальный змеевик, в котором вода при нагреве поднимается вверх. Далее она в самой верхней точке поступает в ёмкость, из которой будет производиться забор жидкости.
2. Чтобы добиться полноценной работы солнечного коллектора, нужно обеспечить процесс естественной циркуляции жидкости. Если вода остыла или не нагрелась до нужной температуры, то она должна из накопительного бака поступать непосредственно в коллектор для того, чтобы пройти очередной цикл подогрева. После чего снова возвращается в накопительный резервуар или емкость, которые должны иметь также хорошую теплоизоляцию.
3. Для обеспечения жизненно важной циркуляции жидкости без использования таких вспомогательных устройств как наносы, солнечный коллектор устанавливают обычно на самом высоком месте. Например, на крыше. Резервуар для накопления жидкости при этом располагается немного ниже, например, на чердаке.
4. Солнечный коллектор, установленный на крыше, способен не только обеспечить дом горячей водой, но и служить в качестве системы отопления. То есть такие устройства возможно использовать даже зимой. Правда, своими силами коллекторы, способные служить отоплением дома, сделать достаточно сложно. Самодельные агрегаты зачастую годятся только для нагревания воды.

Способы самостоятельного обустройства солнечного коллектора

Первый вариант

Потребуется:

• Оцинкованная тара для воды. Её объем должен составлять 100-200 литров.

Технология:

Тару для эффективного обогрева нужно расположить на крыше. Если её поставить на южной стороне кровли, покрытой специальным блестящим металлическим листом, то 100 литров воды можно нагреть до 60 градусов. Благодаря небольшому объему площади теплообмена с воздухом КПД такой конструкции будет достаточно высоким. Такой простейший солнечный коллектор желательно размещать в районах, где уровень экологии достаточно высокий. Только зимой из-за больших потерь тепла от данного агрегата мало пользы.

Второй вариант

Потребуется:

1. Пара плоских стальных радиаторов.
2. Стальные коробки.
3. Площадка на крыше дома для размещения агрегата.
4. Стекло.
5. Металлопластиковые трубы и фитинги.

Технология:

1. Разметить радиаторы в стальных коробах на кровле дома и накрыть их стеклом. Они необходимы для сокращения времени нагрева воды.
2. При их установке нужно следить за тем, чтобы верх располагался ниже бака-накопителя. Благодаря этому нагретая жидкость естественным путем будет поступать в размещенный бак.
3. Трубки провода воды следует проложить с уклоном вниз. Это нужно для того, чтобы циркуляция была естественной. Пластиковая бочка с водой объемом 160 литров ставится на чердак. С радиатором и водопроводом она соединяется посредством металлопластиковых трубок и фитингов.
4. Трубка с теплой водой должна подключаться к баку немного выше его середины. Благодаря этому горячая вода будет сверху бака. Внизу радиатора желательно сделать дренажные краники. Они помогут сливать воду, когда холодно.

Третий вариант

Этот способ можно использовать даже для обогрева большого помещения. Ведь его эффективность составляет около 45-55%.

Потребуется:

1. Деревянная рама с днищем из фанерного листа.
2. Качественный теплоизоляционный материал.
3. Черная металлическая сетка.
4. Дефлектор.
5. Пара вентиляторов.
6. Прозрачный лист поликарбоната.

Технология:

1. Сначала необходимо просверлить в днище рамы пару круглых отверстий. Они нужны, чтобы происходил забор воздуха.
2. Для отвода из устройства горячего воздуха вверху следует сделать два отверстия, имеющих прямоугольную форму.
3. На дно нужно уложить теплоизоляционный материал. Аккумулировать тепло в этом случае будет черная металлическая сетка.
4. Пара вентиляторов встраивается в проделанные ранее круглые отверстия.
5. Опорные планки дефлектора следует вмонтировать в конструкцию. После чего нужно прикрепить сам дефлектор, благодаря которому будет формироваться воздушный поток.
6. Ко всему устройству нужно также прикрепить прозрачный лист поликарбоната. Затем соединить его со стеной здания.

Четвертый вариант

Своими руками можно даже собрать вакуумный коллектор. Только для этой работы требуется быть очень внимательными и приложить немало усилий. Прежде всего, нужно определиться с будущим местом установки. Теплоноситель должен при монтаже двигаться сверху вниз. Готовый агрегат лучше всего ориентировать на южную сторону. При этом в обе стороны должно присутствовать отклонение около 25 градусов. При работе на устройство не должно падать никаких теней. При этом даже после установки коллектор не должен перегреваться. В один ряд обычно устанавливается не больше трех агрегатов. Если нужно разместить в ряд больше коллекторов, то следует заранее встроить компенсатор. Подобную установку далеко не каждый может сделать самостоятельно. Ведь его изготовление требует как практических навыков, так и умений слесаря-сборщика. Кроме того, требуется очень много терпения. В любом случае вложенные в него силы полностью оправдываются его полезностью. Таким образом, солнечные лучи могут принести много практической пользы.