Солнечный коллектор для отопления частного дома
Содержание:
Популярность альтернативных источников энергии для нужд частного потребителя растёт. Одними из них становятся солнечные коллекторы для отопления дома. И, хотя установка такой системы требует определённых условий, статистика говорит об увеличении спроса на данный продукт. В чём преимущества установки и есть ли возможность сконструировать её своими руками – описано ниже.
Принцип работы солнечных батарей
Не утомляя будущих пользователей подробностями о физических процессах, происходящих при взаимодействии солнечных лучей со специальными поверхностями элементов, можно описать преобразование энергии в двух словах – при нагреве реакция создаёт упорядоченное движение электронов, которое в простом обиходе называется электрическим током. Его можно накопить в определённом количестве, для чего необходимы коллекторы, и затем использовать по своему назначению. К сожалению, альтернативные источники могут работать лишь при наличии следующих условий:
- Инсоляция региона должна быть не менее 20 дней в месяц. Время года не играет роли – зимой, как правило, работа батарей ещё лучше, из-за большой площади отражающего покрова. Но важно именно солнце – даже небольшая пасмурность способна остановить работу всей системы, если заранее не накоплен заряд в аккумуляторах.
- Требуется большая площадь для установки большого количества элементов. Как правило, их устанавливают на крыше или сооружают обширные постаменты на земле.
- Накопители, работающие на воде, нельзя оставлять на улице – минусовые температуры попросту заморозят носитель, тем самым повредив всю систему. В качестве носителей для накопителей лучше выбирать антифризы – ёмкости не будут занимать внутри места, холод им не страшен.
Площадь поверхности для полноценного обеспечения всех нужд электричеством должна составить не менее 40 м . Важно учесть, что нагрузку должна выдержать стропильная система – это заранее рассчитывается специалистами.
Можно рассмотреть как вариант и воздушные коллекторы, но они не слишком распространены, из-за невозможности генерировать горячую воду. Установка потребует профессионализма.
Водяные солнечные коллекторы
Принцип работы ещё проще – весь процесс основан на преобразовании солнечной энергии в тепловую. Система представляет собой установленные на крышу змеевики в коробах, по которым движется носитель. Главный минус – установка может использоваться только при плюсовых температурах.
В противном случае вода просто замёрзнет. Имеет смысл рассматривать антифризные варианты – они нагревают ёмкости, стоящие внутри дома, и циркуляция будет происходить благодаря естественному процессу. Всего видов водяных солнечных коллекторов 4. Рассмотрим их более подробно:
- Вакуумный. Такой тип не даёт теплопотерь – вакуум находится между трубками с носителем и коробом.
- Плоский. Представляет собой прозрачную панель, снабжённую с обратной стороны теплоизолирующим материалом.
- Воздушный. Предназначен для нагрева массы воздуха. КПД у него небольшой. Может использоваться как система отопления небольшой дачи в период межсезонья.
- Трубчатый. Внутри короба расположены трубки с носителем, который благодаря закону физики о вытеснении горячих масс холодными заставляет циркулировать систему, доставляя тепло.
Как сделать солнечный водяной коллектор самостоятельно
Умельцев, как известно много на Руси, поэтому сконструировать самостоятельно ничто не мешает. Это же относится и к солнечным коллекторам с водяным носителем. Ниже описаны способы изготовления трубчатого коллектора, как наиболее простого в сборке.
Способ № 1 – водяной коллектор
За основу берётся рама из алюминиевых уголков и дном из листового железа. Деревянные варианты возможны, но придётся выбирать – меньшие теплопотери из-за древесины и порча каркаса или надёжность конструкции, но большее остывание. Рама выстилается изнутри теплоизолирующим материалом – идеально подойдёт фольгированная мембрана, блестящей стороной наружу. Далее:
- Змеевики укладываются внутрь подготовленной рамы. Отверстия должны быть просверлены заранее для входа-выхода носителя.
- Крепить трубки следует полосками того же алюминия – это притянет ещё большую температуру, так как металл хорошо прогревается.
- Конструкцию накрывают стеклом и герметизируют по периметру любым техническим сырьём – монтажной пеной, герметиком.
- Устанавливают готовый короб на солнечной стороне кровли и присоединяют к накопительному баку трубной разводкой. Так как бак будет находиться внутри дома, то есть ниже коллектора, то потребуется присоединение циркуляционного насоса.
Теперь можно монтировать систему отопления по всему дому, последовательно соединяя радиаторы. Водяной солнечный коллектор для отопления своими руками готов.
Способ № 2 – воздушный коллектор
Изготавливается рама, аналогичная первому варианту. В дно монтируются маломощные вентиляторы для обеспечения циркуляции по всей системе. Далее:
- На дно конструкции укладывается металлическая сетка, выкрашенная в чёрный цвет – она будет аккумулировать тепло.
- Сверху монтируется дефлектор – он будет формировать воздушный поток.
- Остаётся укрепить трубки входа-выхода и закрыть короб прозрачным листом поликарбоната. Выбирать нужно тёмные оттенки, чтобы обеспечить системе ещё больший нагрев.
У воздушного варианта наименьший КПД. Об этом стоит помнить доморощенным умельцам, решившим применить собственный вариант для отопления жилого дома серьёзных размеров.
Способ № 3 – вакуумный коллектор
Сделать качественные вакуумные солнечные коллекторы для отопления дома своими руками можно, но для этого потребуется полная заводская сборка комплектующих – самостоятельно сконструировать всё с нуля, не получится. К тому же такой тип коллектора требует соблюдения правил установки:
- Организовать постановку следует так, чтобы носитель двигался сверху.
- Местоположение агрегата – только южная сторона дома.
- Никаких теней на систему падать не должно. Все высокие строения и деревья рядом не дадут активировать систему в полном объёме.
- В ряд устанавливают не больше 3-4 коробов, иначе потребуется компенсатор.
Также следует учесть, что в ветреную погоду нагрузка на систему увеличивается, следовательно, нужно позаботиться ещё и о надёжных креплениях.
Мнения о солнечных коллекторах
Они разные. Более положительные исходят от жителей южных регионов, негативные – от сибирских областей, Урала и прочих местностей, где погода не балует. Судите сами: отопление солнечными коллекторами – отзывы о различных моделях систем:
«Оценить сразу систему мы не смогли, так как строящийся дом ещё не был утеплён – профилированный брус + конопатка. Зато на следующий год при уличной температуре -12 С, установка нагревала воду до 65 ».Леонид, Пенза
«Слишком разрекламированы плюсы, о недостатках ни слова. Во-первых, нигде не сказано, что дополнительное утепление необходимо самим коллекторам, иначе теплопотери возрастут в геометрической прогрессии, во-вторых, сама система хороша только как дополнение к основной – КПД не больше 30%, в-третьих, это не окупается даже за 5 лет использования – приходится звать мастеров на профилактику, а это тоже стоит денег».Сергей Павлович, Межгорье
«Питать иллюзий относительно большого применения солнечных коллекторов не стоит. Если уж так хочется не платить за источники, лучше приобретать батареи – они смогут и нагреть воду, и питать электроприборы. Слов нет – дорого, но приобретать коллекторы по той же цене и платить при этом за электричество – смысл?»Георгий, Пермь
«Самостоятельное изготовление не принесло ожидаемых результатов. Однако опыт получился вполне неплохим – не приходится летом включать бойлер. Можно использовать горячую воду в любых объёмах, хоть бассейн подогревать. На зиму мы и не рассчитывали – подключено печное водяное отопление. Летом им не воспользуешься, поэтому объединить две системы – отличный выход для частного дома».Николай Рогов, Дивное
Что ж, солнечные коллекторы для отопления дома отзывы получают разные, и единого мнения здесь нет. Важно при рассмотрении этой системы как главного источника тепла для частного дома консультироваться со специалистами. Они рассчитают теплопотери и реально оценят возможность применения коллекторов от природной энергии для нужд частного дома.
К выбору и устройству любого вида отопительных систем следует подходить скрупулезно. Важно учитывать все моменты, негативно отражающиеся на будущей установке. В данном случае – это отсутствие достаточной инсоляции и объём требований.
