Традиційні джерела енергії сьогодні, мабуть, ніхто не може назвати дешевими. Тому люди постійно перебувають у пошуках більш економічних енергоносіїв, які могли б замінити існуючі. Одним з таких джерел є енергія сонця. Люди з давніх пір використовують її в різних напрямках і для різних цілей. І якщо раніше для цього застосовувалися досить примітивні пристосування, то сьогодні для перетворення сонячної енергії в теплову створюють спеціальні сонячні колектори. Ці пристрої мають не дуже складну конструкцію. Тому їх можна зробити навіть своїми руками. Перед тим як розглянути питання про створення сонячного колектора для обігріву будинку власними силами, розглянемо види цих пристроїв.

Види колекторів для сонячного обігріву будинку

Вакуумний. Між тілом нагрівання і оболонкою пристрою знаходиться вакуум. Завдяки чому зменшуються втрати тепла. Вакуум створюється в спеціальних скляних трубочках. Теплова енергія йде від чорної трубки, яка розташовується усередині конструкції. За допомогою такого колектора можна отримати такий обсяг теплової енергії, якого достатньо для нагріву води до 300 градусів.

Недолік: не може самостійно очищатися від інею і снігу в зимовий період.

Плоский. Цей колектор зовні виглядає як зовнішня прозора панель, всередині якої розміщуються основні трубки. Задня стінка оснащується утеплювачем.

переваги:

1. Цей агрегат має більше тепловтрат, ніж вакуумний колектор. Але при цьому оснащений більш простою конструкцією.
2. Може самостійно очищатися від снігових заметів взимку.
3. Дозволяє нагрівати воду до 200 градусів.

недоліки:

1. При сильному вітрі на кріплення йде дуже велике навантаження.

Пристрій має плохообтекаемую форму.

Повітряний. Теплоносієм в цій установці є повітря.

переваги:

1. Легко виготовляється своїми руками.

недоліки:

1. Невисокий ККД.
2. Не можна використовувати для нагрівання води.

Трубчастий. Цей агрегат являє собою чотири чорні трубки, які заповнюються базовим теплоносієм. За рахунок різниці температур пристрої та нижньої зони накопичувача відбувається циркуляція. Подібний агрегат має велику площину поверхні, яка поглинає світло, ніж газова плита.

Рухливі системи для сонячного обігріву. Вони являють собою установки, що повертаються за рухом сонця. Бувають різні конструкції. Наприклад, є повністю розгортаються агрегати або ті, у яких рухається тільки базовий нагрівальний елемент і дзеркало.

Принцип роботи сонячної системи обігріву

Принцип обігріву сонячними колекторами базується на простих законах фізики. Один з них говорить, що рідина з більшою щільністю витісняє природним шляхом менш щільну. Саме цей принцип взаємодії закладений в роботу опалювальних систем з природною циркуляцією основного теплоносія.

Методика обігріву така:

1. Сонячні промені нагрівають трубку з теплоносієм.
2. Тепло накопичується в тепловому акумуляторі.
3. Від сонячних променів поглинається досить великий відсоток тепла.

Основи обігріву сонячними батареями і колекторами:

1. Опалення з природною циркуляцією теплоносія відрізняється від звичайного сонячного колектора способом нагріву рідини. В останньому вода нагрівається на сонці. З цього можна зрозуміти, як повинна виглядати найбільш оптимальна конструкція нагрівача води сонячною енергією. Він являє собою вертикальний змійовик, в якому вода при нагріванні піднімається вгору. Далі вона в самій верхній точці надходить в ємність, з якої буде проводитися забір рідини.
2. Щоб домогтися повноцінної роботи сонячного колектора, потрібно забезпечити процес природної циркуляції рідини. Якщо вода охолола або не нагрівся до потрібної температури, то вона повинна з накопичувального бака надходити безпосередньо в колектор для того, щоб пройти черговий цикл підігріву. Після чого знову повертається в накопичувальний резервуар або ємність, які повинні мати також хорошу теплоізоляцію.
3. Для забезпечення життєво важливою циркуляції рідини без використання таких допоміжних пристроїв як наноси, сонячний колектор встановлюють зазвичай на найвищому місці. Наприклад, на даху. Резервуар для накопичення рідини при цьому розташовується трохи нижче, наприклад, на горищі.
4. Сонячний колектор, встановлений на даху, здатний не тільки забезпечити будинок гарячою водою, а й служити в якості системи опалення. Тобто такі пристрої можливо використовувати навіть взимку. Правда, своїми силами колектори, здатні служити опаленням будинку, зробити досить складно. Саморобні агрегати найчастіше годяться тільки для нагрівання води.

Способи самостійного облаштування сонячного колектора

Перший варіант

Буде потрібно:

• Оцинкована тара для води. Її обсяг повинен становити 100-200 літрів.

технологія:

Тару для ефективного обігріву потрібно розташувати на даху. Якщо її поставити на південній стороні покрівлі, покритої спеціальним блискучим металевим листом, то 100 літрів води можна нагріти до 60 градусів. Завдяки невеликому обсягу площі теплообміну з повітрям ККД такої конструкції буде досить високим. Такий найпростіший сонячний колектор бажано розміщувати в районах, де рівень екології досить високий. Тільки взимку через великі втрат тепла від даного агрегату мало користі.

Другий варіант

Буде потрібно:

1. Пара плоских сталевих радіаторів.
2. Сталеві коробки.
3. Майданчик на даху будинку для розміщення агрегату.
4. Скло.
5. Металопластикові труби та фітинги.

технологія:

1. Розмаїття радіатори в сталевих коробах на покрівлі будинку і накрити їх склом. Вони необхідні для скорочення часу нагріву води.
2. При їх установці потрібно стежити за тим, щоб верх розташовувався нижче бака-накопичувача. Завдяки цьому нагріта рідина природним шляхом буде надходити в розміщений бак.
3. Трубки дроти води слід прокласти з ухилом вниз. Це потрібно для того, щоб циркуляція була природною. Пластикова бочка з водою об'ємом 160 літрів ставиться на горище. З радіатором і водопроводом вона з'єднується за допомогою металопластикових трубок і фітингів.
4. Трубка з теплою водою повинна підключатися до баку трохи вище його середини. Завдяки цьому гаряча вода буде зверху бака. Внизу радіатора бажано зробити дренажні краники. Вони допоможуть зливати воду, коли холодно.

третій варіант

Цей спосіб можна використовувати навіть для обігріву великого приміщення. Адже його ефективність становить близько 45-55%.

Буде потрібно:

1. Дерев'яна рама з днищем з фанерного листа.
2. Якісний теплоізоляційний матеріал.
3. Чорна металева сітка.
4. Дефлектор.
5. Пара вентиляторів.
6. Прозорий лист полікарбонату.

технологія:

1. Спочатку необхідно просвердлити в днище рами пару круглих отворів. Вони потрібні, щоб відбувався забір повітря.
2. Для відводу з пристрою гарячого повітря вгорі слід зробити два отвори, що мають прямокутну форму.
3. На дно потрібно укласти теплоізоляційний матеріал. Акумулювати тепло в цьому випадку буде чорна металева сітка.
4. Пара вентиляторів вбудовується в пророблені раніше круглі отвори.
5. Опорні планки дефлектора слід вмонтувати в конструкцію. Після чого потрібно прикріпити сам дефлектор, завдяки якому буде формуватися повітряний потік.
6. До всього пристрою потрібно також прикріпити прозорий лист полікарбонату. Потім з'єднати його зі стіною будівлі.

четвертий варіант

Своїми руками можна навіть зібрати вакуумний колектор. Тільки для цієї роботи потрібно бути дуже уважними і докласти чимало зусиль. Перш за все, потрібно визначитися з майбутнім місцем установки. Теплоносій повинен при монтажі рухатися зверху вниз. Готовий агрегат найкраще орієнтувати на південну сторону. При цьому в обидві сторони повинно бути присутнім відхилення близько 25 градусів. При роботі на пристрій не повинно падати ніяких тіней. При цьому навіть після установки колектор не повинен перегріватися. В один ряд зазвичай встановлюється не більш трьох агрегатів. Якщо потрібно розмістити в ряд більше колекторів, то слід заздалегідь вмонтувати компенсатор. Подібну установку далеко не кожен може зробити самостійно. Адже його виготовлення вимагає як практичних навичок, так і умінь слюсаря-збирача. Крім того, потрібно дуже багато терпіння. У будь-якому випадку вкладені в нього сили повністю виправдовуються його корисністю. Таким чином, сонячні промені можуть принести багато практичної користі.