Воздушный солнечный коллектор для отопления

Воздушные солнечные коллекторы — альтернативная система обогрева помещения

Собрать систему альтернативного обогрева помещения при минимальных затратах, но с впечатляющей эффективностью, можно на основе воздушного солнечного коллектора. Такие устройства на Западе производятся в промышленных масштабах, и плотность распространения например в Бельгии достигает 0,4 м 2 на человека. В России воздушные солнечные коллекторы практически не известны, собирают их кустари для личного использования. По статистике, на одного жителя РФ приходится всего по 2 квадратных сантиметра(!) площади таких конструкций.

Описание и принципы работы воздушных солнечных коллекторов

Понять основу идеально работающего Воздушного Солнечного Коллектора (ВСК) будет легче, если к чистому остову постепенно прибавлять дополнительные элементы конструкции повышающие эффективность.

Основа ВСК – адсорбер, который поглощает солнечное излучение, затем передаёт энергию воздуху, а он через систему труб поступает в комнату.

Это самая простейшая система называется SolarWall, и она даже не имеет покрытия. Для поглотителя тепла используют металлический лист, с множеством мельчайших отверстий.С обратной стороны они открываются в систему воздуховодов, которая объединяется в единый комплекс.

Преимущество SolarWall проявляется в том, что она захватывает нагретый воздух с лицевой стороны, плюс зимой дополнительную инсоляцию даёт отражённые от снежного покрова солнечные лучи.

Нагретый в приграничном слое воздух (3-7 мм от поверхности стены), устремляясь вверх, попадает в эти отверстия, а затем в общую систему воздуховодов.

Конструкция кажется несуразной, почти игрушечной, но за простоту и эффективность, она была причислена к выдающимся изобретениям индустриальной эпохи, наряду с электрической лампочкой и паровым двигателем. С 1 м 2 такого солнечного воздушного коллектора SolarWall, собирают до 0,6 кВт тепла в зимний период. С середины 90-х годов почти половина коммерческих и промышленных зданий в Канаде отделываются такими панелями.

Закрытые воздушные солнечные коллекторы

Поместив адсорбер под стекло, эффективность системы повышается в несколько раз, но это требует изменить и конструкцию устройства. Дело в том, что солнечное излучение после поглощения адсорбером, преобразуется из видимой части спектра, в инфракрасную (тепловую). Получается, что поверхность поглощает видимый свет, а излучает тепло.

Чтобы устранить утечку целевого ресурса, адсорбер помещают в плоский короб, а сверху его закрывают стеклом. В идеальном варианте, используются низкоэммисионные K-стекло или I-стекло.

Информация: низкоэммисионные стёкла с одной из сторон покрыты тончайшим слоем металла, который пропускает внутрь видимый свет, но отражает инфракрасный. K-стекло отражает около 45% тепла, его покрытие очень прочное. I-стекло возвращает более 95% тепловой радиации, но слой металла легко повреждается.

Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:

Для адсорбера могут использовать листовой металл (жесть, толщиной 0,2-0,4 мм).

В этом случае, сверху коллектора врезают только одну трубу, через которую и забирают тёплый воздух.

Часто встречается конструкции, где из металлических банок от прохладительных напитков, собирают импровизированные воздуховоды, предварительно срезав торцевые грани.

Абсорбер воздушного солнечного коллектора обязательно покрывают тончайшим слоем чёрной краски. Для предотвращения утечек тепла, все внутренние поверхности отделывают термоизоляционными материалами. В ясный солнечный день нагрев может достигать 80˚C, поэтому используют минераловатные теплоизоляторы, ибо газонаполненные полимеры при такой температуре подвергаются термической деструкции.

Герметичность воздушного солнечного коллектора непременный атрибут высокой эффективности.

Варианты интеграции воздушного солнечного коллектора в частный дом

Возможны два способа подключения ВСК для обогрева дома – капитальный и мобильный.

Стационарный ВСК формируется по принципу «вентилируемых фасадов», но вместо обычного декоративного покрытия, дом обшивается перфорированными листами жести, тёмного цвета. В верхней части стены встраивается термоизолированный воздуховод, по которому воздух подаётся в помещения.

Это вариант обеспечивает постоянную вентиляцию и приток свежего воздуха, но работоспособность системы обеспечивается не естественной циркуляцией, а принудительной. Для этого интегрируют канальный вентилятор. В большинстве проектов, вентиляторы запитывают от альтернативных источников энергии, например от солнечных батарей.

Недостаток и преимущество SolarWall – две стороны одной медали.

С одной стороны, в помещение поступает свежий воздух с температурой ≈55˚C, это положительная сторона. Но эмпирически доказано, что если бы воздух циркулировал по кругу, то его температура достигала бы 70-75˚C.

Мобильный вариант воздушного солнечного коллектора

Качественно собранный ВСК представляет собой прямоугольный модуль 1 на 2 метра, толщиной 10-15 см.

Хотя нет какого-то официального типоразмера, но большинство конструкций вписываются в эти параметры. С обратной стороны у них два отверстия:

  • Сверху – выход нагретого воздуха;
  • Снизу – подача прохладного воздуха.

Подключают воздушный солнечный коллектор в замкнутый цикл, т.е. холодный воздух берётся из дома, он нагревается от адсорбера, и через выходной канал поступает внутрь помещения.

Творческий подход повышает производительность

Установив один воздушный солнечный коллектор, можно собрать второй, третий и т.д., подключая их в общую систему. Но полученное в доме тепло можно ещё и запасать, чтобы ночью оно продолжало согревать помещение.

Несколько модулей могут подавать горячий воздух в специально уложенную теплоаккумулирующую конструкцию. В некоторых случаях для этого отсыпают слой гравия, между лагами напольного покрытия.

Подача горячего воздуха будет полноценнее прогревать дом, если внутрь комнат он будет поступать через небольшие трубки воздуховодов, интегрированные в плинтуса. 20 лет назад в Италии разработана система Barra Thermosyphon, которая мало известна за пределами Аппенинского полуострова. Для её реализации, ещё на стадии строительства в стяжке бетонного пола закладывается система воздуховодов, по которой и проходит горячий воздух. Днём бетонное основание нагревается, а ночью отдаёт тепло внутрь помещения.

Ещё более любопытна система термосифонного ребойлера, которая нагревается от воздушного солнечного коллектора. В схематичном виде её можно представить как автомобильный радиатор, который обдувается горячим воздухом и нагревает воду.

При грамотном размещении, жидкий теплоноситель будет циркулировать естественным образом, сохраняя энергию в термоаккумуляторе. Ночью процесс запускается в обратную сторону, но перекрывая заслонку, нагретый от воды воздух, будет поступать в комнату, а не в солнечный коллектор.

Тёплый пол от солнечного воздушного коллектора

При желании, интегрировав в поток тёплого воздуха двигатель Стерлинга, от солнечного воздушного коллектора можно даже получать электричество альтернативным способом.

В общем, есть поле, куда можно приложить творческий потенциал.

Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:

Спасибо, что дочитали до конца!

Если статья Вам понравилась!

Следите за нами в твиттере: https://twitter.com/Alter2201

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее.

Воздушный солнечный коллектор для отопления дома – особенности эксплуатации

Есть три варианта использования энергии солнца для отопления – солнечные панели, вакуумные и воздушные коллекторы. Последние существенно отличаются от других не только простотой исполнения, но и особенностями эксплуатации.

Чтобы эффективно использовать воздушный солнечный коллектор для отопления дома, нужно иметь представление о принципе его работы, особенностях монтажа и многом другом.

Конструкция и принцип работы

Солнечный воздушный коллектор представляет собой полый короб, одна из стен которого закрыта стеклом. Внутри установлены трубки, по которым циркулирует воздух. Входное отверстие находится в нижней части, а выходное – в верхней. Как правило, они размещены по диагонали, чтобы обеспечить максимальную эффективность.

Механизм работы устройства прост – воздух находится в изолированном объеме, нагревается от солнечного света и поступает в помещение. В некоторых воздушных солнечных коллекторах есть возможность забора воздуха с улицы, таким образом, они в некотором роде выполняют роль вентиляционной системы.

Виды воздушных коллекторов

Сейчас не существует определенной классификации воздушных солнечных коллекторов, но по некоторым признакам можно их разделить.

Циркуляция воздуха

Подача воздуха в помещение может осуществляться двумя путями – естественно и принудительно.

В первом случае нагретый внутри коллектора воздух поднимается в верхнюю его часть, где находится выходное отверстие, через которое поступает в помещение. Соответственно, через нижнее отверстие из помещения в коллектор поступает холодный воздух.

Во втором случае установлен вентилятор, который принудительно качает воздух через коллектор. Обычно он имеет небольшую мощность, так как быстрая прокачка воздуха приведет к тому, что он не успеет нагреться.

В сущность, если использовать большой по площади воздушный солнечный коллектор для отопления дома, то имеет смысл устроить принудительную циркуляцию. Для небольших коллекторов площадью в несколько квадратных метров достаточно будет естественной конвекции.

При принудительной циркуляции есть два минуса. Вы можете забыть отключить вентилятор на ночь. Решить проблему можно двумя способами:

  1. Установить реле с таймером;
  2. Установить датчик света и подключить его к реле.

Вторая негативная особенность такого воздушного солнечного коллектора с принудительной циркуляцией – зависимость от температуры. Такие панели обычно делают из обычного стекла без отражающих напылений. Они отдают часть тепла за счет ИК-излучения. Если вентилятор будет работать постоянно, это увеличит отток тепловой энергии.

Читайте также  КПД электрических обогревателей

Вид контура

Есть два вида контура, в котором нагревается воздух – замкнутый и незамкнутый. В первом случае внутри корпуса проложены трубки, по которым циркулирует воздух, не смешивающийся с тем, что находится в пространстве коллектора. Во втором случае внутри короба уложены трубки, которые не сообщаются между собой.

Замкнутый контур воздушного теплового коллектора

Так выглядит внутри воздушный коллектор с незамкнутым контуром.

В первом варианте воздух циркулирует быстрее, чем во втором. Поэтому он дает больший эффект, когда на коллектор попадает много света. Во втором варианте трубки не играют большой роли для нагрева, они лишь задают направление конвекции воздуха.

Эффективность

Многие задаются вопросом – насколько эффективно можно использовать воздушный солнечный коллектор для отопления дома и сколько от него можно получить тепла? Увы, одного ответа на этот вопрос нет. Производительность коллектора зависит от многих факторов, а именно:

  • Утепление корпуса коллектора;
  • Свойства стекла;
  • Внутреннее строение;
  • Ориентация по сторонам света;
  • Наклон по горизонтали.

Корпус воздушного солнечного коллектора должен быть утеплен не только по сторонам, но и с тыльной стороны – так он не будет охлаждаться от стены, если прикреплен к ней. Все швы и соединения должны быть герметичными.

Для лучшей теплоизоляции стоит использовать двойное остекление, а для работы при температурах ниже -25 – тройное. Сейчас есть стекла с покрытием, которое не выпускает инфракрасное излучение. Они помогают сохранить до 50% тепла, что намного повысит температуру воздуха. Для этих целей подойдет и специальная пленка, которая клеится на стекло.

Каких-то точных расчетов и замеров никто не проводил, поэтому количество тепла, которое можно получить от воздушного коллектора, нельзя выразить в цифрах. Но практика показывает, что в холодную безоблачную погоду он может прогреть воздух до +70 градусов.

В солнечную погоду и при отрицательной температуре можно обеспечить воздушным солнечным коллектором отопление гаража, теплицы, производственного помещения. Если он и не сможет перекрыть нужды в обогреве, то частично их компенсирует.

Как правильно использовать воздушный солнечный коллектор для отопления дома

Для лучшего КПД плоскость солнечного коллектора должна быть направлена максимально перпендикулярно солнечным лучам. Поэтому он должен быть ориентирован строго на юг – так можно получить больше всего солнечного света в полдень. Солнце не стоит на месте, поэтому небольшие отклонения от направления не сильно повлияют на эффективность работы воздушного солнечного коллектора.

Угол наклона по вертикали зависит от того, в какое время года вы хотите его использовать. Отклонение от вертикали должно составлять половину от максимальной высоты солнца над горизонтом в это время. Высота солнца над горизонтом зависит от широты, рассчитать ее можно с помощью этого онлайн-калькулятора: https://planetcalc.ru/320/ .

Правильная ориентация воздушного солнечного коллектора по вертикали

Этот солнечный коллектор сориентирован на юг и стоит под таким углом, чтобы обеспечить максимум тепла.

Если вы постоянно живете в доме, то надо чтобы коллектор работал зимой, а если он установлен на даче и вы редко туда приезжаете в морозы, то коллектор с максимальной эффективностью должен работать весной и летом.

Важно помнить, что воздушный солнечный коллектор не может стать единственным источником тепла. Он эффективен только в светлое время суток и в безоблачную погоду. В темное время он наоборот, отдает тепло, а не поглощает. Поэтому на ночь и в облачную погоду его стоит отключать – перекрывать циркуляцию воздуха.

Можно использовать воздушный солнечный коллектор для отопления дома, а можно – для охлаждения. Если летом в помещении жарко, достаточно на ночь открывать циркуляцию и коллектор будет остужать его. Воздух будет проходить в него сверху, отдавать тепло и через нижнее отверстие возвращаться в помещение. Если используется вентилятор, то его надо включать в обратном направлении.

Вообще, использование воздушных солнечных коллекторов для отопления дома – не так целесообразно с точки зрения эфективности. Их лучше рассматривать в качестве дополнительного источника тепла. Более целесообразно отапливать дом вакуумными солнечными коллекторами, но их стоимость существенно выше.

Воздушный солнечный коллектор для отопления дома

панель воздушного гелиоколлектора

Панельные воздушные солнечные коллекторы для отопления дома — это источник дополнительной тепловой энергии. Модули подходят для жилых домов, теплиц, дач, коттеджей, турбаз. Один блок в среднем вырабатывает около 1,5 кВт/час, чего более чем достаточно для поддержания комфортной температуры в весенне-осенний период.

Воздушные коллекторы в зимнее время года сокращают расход топлива (газа, электричества), на котором работает котёл до 52%. Летом модуль работает на поддержание влажностного микроклимата и кондиционирование помещений.

Как устроен воздушный коллектор

Принцип работы основан на простых физических законах. Солнечные лучи проникая в атмосферу земли практически не отдают тепла. Нагрев воздуха происходит после того как ультрафиолет попадает на твердые поверхности. Под действием солнечных лучей грунт и другие предметы нагреваются. Происходит теплообмен.

Устройство воздушных солнечных коллекторов использует описанное явление, аккумулируя тепло и направляя его в помещение. В конструкции присутствуют следующие детали:

    корпус с теплоизоляцией;

устройство и принцип работы воздушной гелиопанели

В конструкцию коллектора входят вентиляторы. Основное предназначение: нагнетание нагретого воздуха в жилые помещения. В процессе работы вентиляторов создается принудительная конвекция, за счет которой холодные воздушные массы поступают в блок коллектора.

Принцип обогрева и его эффективность

Абсорберы воздушных коллекторов делают черного цвета, для увеличения интенсивности нагрева под воздействием солнечного излучения. Температура воздуха в коллекторе достигает 70-80°С. Тепла с избытком хватает для полноценного обогрева помещений небольшой площади.

Принцип действия воздухонагревателя следующий:

    воздух закачивается с улицы в корпус коллектора принудительным способом;

схема обогрева здания с установкой коллектора на кровле

В заводских моделях обеспечение циркуляции воздуха осуществляется при помощи вентиляторов, подключенных к солнечным батареям. Как только ультрафиолетовое излучение становится достаточно интенсивным, чтобы выработать некоторое количество электроэнергии, турбины включаются. Коллекторы начинают работать на обогрев. Зимой интенсивность излучения Солнца снижается.

Дом не сможет полностью функционировать на солнечном воздушном отоплении. Воздухонагреватели используются как дополнительный источник тепла. При правильных расчетах одна установка (данные взяты из технических характеристик воздушных солнечных коллекторов Solar Fox) обеспечит следующую экономию, за отопительный сезон:

схема работы вертикальной воздухогрейной гелиопанели

Система солнечного воздушного обогрева компенсирует около 30% необходимого для здания тепла. Полная окупаемость достигается в течение 2-3 лет. Если учесть, что принцип работы связан с использованием установки и для кондиционирования воздуха, а в течение года вырабатывается около 4000 кВт, целесообразность использования становится еще очевиднее.

В странах ЕС широкое распространение получило конструкторское решение «солнечная стена». Конструкция заключается в следующем:

    в здании одна из стен изготавливается из аккумулирующего материала;

Для усиления конвекции, солнечный коллектор делается не во всю стену. Вверху и внизу предусматривают раздвижные шторки.

интенсивность солнечного излучения на вертикальную поверхность

Солнечный коллектор — водяной или воздушный

Каждый из нагревателей эффективен, отличается только основное предназначение и принцип работы:

    — применяется для обеспечения потребностей в ГВС и низкотемпературных систем теплых полов. Эффективность работы в зимний период существенно снижается. Вакуумные и панельные коллекторы косвенного нагрева, подсоединенные к буферной емкости, продолжают аккумулировать тепло в течение всего года. Главный недостаток, высокая стоимость гелиоколлектора, монтажа и обвязки.

Солнечные воздушные системы отопления работают только днем. Нагрев воздуха начинается даже в пасмурную погоду, при сильной облачности и во время дождя. Работа воздухонагревателей зимой не прекращается.

Как и из чего сделать воздушный коллектор

Главное достоинство солнечных воздухонагревателей, в простоте конструкции. При желании можно сделать самодельное солнечное воздушное отопление частного дома, затратив на это минимум средств.

Для начала потребуется сделать расчеты производительности, затем подобрать тип конструкции и выбрать материалы для изготовления. Корпус и абсорберы можно изготовить из подручных средств, существенно сэкономив бюджет.

Как сделать расчёты коллектора

воздухогрейный гелиоколлектор на фасаде здания

Вычисления выполняются следующим образом:

    каждый м² от площади коллектора даст 1,5 кВт/час тепловой энергии, при условии, что будет солнечная погода;

Приблизительный расчет мощности покажет, что для отопления жилого дома на 100 м² необходимо установить коллекторы общей площадью 7-8 м².

Для обеспечения максимальной производительности надо определить сторону дома с максимальной интенсивностью ультрафиолетового излучения. Практика показывает, что оптимальное место для установки — это скат кровли или южная стена здания.

Типы конструкции коллектора

Классификация осуществляется по различиям корпуса коллекторов. Заводской воздухонагреватель обычно имеет надувной каркас, с двумя съемными панелями. При необходимости модуль легко демонтируется, разбирается и переносится на другое место. Сделать своими руками конструкцию надувного типа навряд ли получится.

В домашних условиях выполняют сборку неразборного корпуса. Это деревянный ящик с абсорбером, радиатором и верхним прозрачным экраном. При изготовлении используют подручные средства: профнастил, алюминиевые пивные банки, обычное стекло.

Читайте также  Водяное отопление гаража

Материалы для изготовления коллектора

Для изготовления модулей для нагрева жилого или хозяйственного здания потребуются несколько комплектующих:

    Внешний блок — собирается из фанеры, ДСП и деревянных брусков. По внешнему виду напоминает обыкновенный коробок.

чертёж панельного воздушного гелиоколлектора

Для нагнетания воздуха в отапливаемые помещения устанавливают 2-4 вентилятора. Подойдут кулеры, снятые со старого компьютера.


Установка и подключение воздушного коллектора

Для монтажа воздухонагревателей нужно подготовить поверхность стены, сделав 4 отверстия под воздуховоды. Внутри здания гофрированные трубы разводят по комнатам, направляя в сторону пола.

Самодельные воздушные солнечные коллекторы для отопления дома подключаются к электросети, через трансформатор. При наличии навыков в качестве источника питания можно установить аккумулятор на солнечных батареях.

схема правильного размещения воздухогрейной гелиопанели на фасаде дома

Теплоэффективность изготовленных своими руками воздухонагревателей существенно ниже, чем у заводской продукции. При отсутствии специальных навыков лучше использовать готовые модули. Как показывают реальные отзывы о коллекторах, оптимальный вариант для покупки из представленных на отечественном рынке: Solar Fox, Солнцедар и ЯSolar-Air.

схема правильного расположения воздушного коллектора на крыше

Воздухонагреватели не используются в качестве основного источника тепла и выполняют исключительно вспомогательную функцию. В домах с солнечными воздушными коллекторами изначально устанавливают котел, покрывающий потребности в отоплении на 100%.

схема правильного расположения приточного канала воздушного гелиоколлектора

При грамотных расчетах и интенсивной эксплуатации, вложения окупятся в течение 1-2 лет. В случае самостоятельного изготовления коллектора, затраты вернутся уже в середине первого отопительного сезона.


Пошаговая инструкция изготовления воздушного коллектора

Изготовление воздушного солнечного коллектора из алюминиевых банок:

Коллектор из алюминиевых банок 1

Коллектор из алюминиевых банок 2

Коллектор из алюминиевых банок 3

Коллектор из алюминиевых банок 4

Коллектор из алюминиевых банок 5

Коллектор из алюминиевых банок 6

Коллектор из алюминиевых банок 7

Коллектор из алюминиевых банок 8

Коллектор из алюминиевых банок 9

Коллектор из алюминиевых банок 10

Коллектор из алюминиевых банок 11

Коллектор из алюминиевых банок 12

Коллектор из алюминиевых банок 13

Коллектор из алюминиевых банок 14

Коллектор из алюминиевых банок 15

Коллектор из алюминиевых банок 16

Изготовление солнечного воздухогрейного коллектора из квадратной трубы:

Воздушный солнечный отопительный коллектор

Оглавление статьи: Воздушный солнечный отопительный коллектор

Среди разновидностей альтернативной энергетики воздушное солнечное отопление индивидуального жилья занимает особое место. Вам не потребуются сложные монтажные работы или разрешение региональной энергетической инспекции. Всё, что нужно — это как можно больше солнца и неиспользуемой площади кровли/стен. Остальное доступно для изготовления своими руками.

коллекторные блоки солнечного отопления

Общие принципы нагрева воздуха ультрафиолетовыми солнечными лучами

Солнечное отопление относится к возобновляемой энергетической системе, которая собирает энергию от солнца в форме тепла, а не использует её для производства электроэнергии, например, при помощи солнечных фотоэлектрических элементов.

Такие нагревательные системы используются для местного подогрева воды и воздуха. Технологии обогрева обеспечивают циркуляцию нагретого воздуха или жидкости в системе лучистого отопления через трубопроводы в стенах или полах, чтобы тепло могло естественным образом обогреть внутренние помещения.

схема работы солнечного отопительного коллектора

Известны два типа систем, использующих энергию ультрафиолетовых солнечных лучей:

  • Активные нагреватели. Здесь энергия Солнца используется для привода тепловых насосов, которые, в свою очередь, обеспечивают циркуляцию воды или иного теплоносителя. Такие нагреватели конструктивно более сложные, поскольку предполагают наличие механических подвижных узлов;
  • Пассивные нагреватели. Нагревая наружный воздух, который затем циркулирует в помещениях, эти системы обеспечивают обогрев комнат дома с использованием возобновляемых источников энергии. В пассивных солнечных отопительных системах механических частей нет.

внешний вид солнечных пластин (слева) и коллекторов (справа)

Пассивные нагреватели могут иметь два варианта исполнений — коллекторы и пластины. Пластины генерируют энергию при помощи фотополупроводниковых элементов, которая используется для привода насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя. Воздушный солнечный коллектор нагревает воздух в трубах, откуда он за счёт разницы в объёмах перемещается в теплообменник и бак. Далее нагретый воздух естественным или принудительным путём поступает в помещения.

Прочитайте о том как устроен обогрев бассейны, солнечные коллекторы, которые можно для этого использовать и как собрать всю конструкцию.

Как рассчитать тепловую эффективность солнечного воздушного коллектора

Очевидно, что блок из воздушных солнечных коллекторов компактнее солнечных панелей, и характеризуется меньшими потерями, которые возникают при конвертации одного вида энергии в другой.

Рентабельным данный вид «зелёной» энергетики становится тогда, когда отношение собираемой солнечной энергии к доступной в данной местности максимально.

Общее количество энергии выражается в кВт×ч / (м²×день). Считается, что в ясный солнечный день среднее количество прямой солнечной энергии, доступной на 1 м² площади в час, должно быть не менее 1 кВт. Но коллектор — это тонкая труба, изготовленная из металла с высокой теплопроводностью, поэтому тепловые потери в самом коллекторе минимальны. Следовательно, эффективность воздушного коллектора будет зависеть от:

  1. Активной площади коллектора (той, которая подвергается воздействию солнечных лучей).
  2. Количества коллекторных труб.
  3. Расположения коллекторов относительно главного направления лучей.
  4. Длины и сложности трассы транспортирования нагретого воздуха.

В случае самостоятельного обустройства воздушного коллекторного отопления измерить эффективность коллектора можно только при помощи высокотемпературного термометра. Далее (поскольку рискованно надеяться на самопроизвольное вытеснение разогретого воздуха с увеличенным объёмом в помещения) потребуется вентилятор. Поскольку система будет иметь разомкнутый контур, то собираемое коллектором в единицу тепло будет прямо пропорционально разнице температур и теплоёмкости воздуха времени. Умножив это значение на продолжительность работы коллектора и пренебрегая потерями излучения от скользящего действия лучей, получим суммарное значение плотности теплового потока. Сравнив его с номинальным (1 кВт), выясним эффективность работы коллектора.

Теперь всё, что нам нужно – это пиранометр для проверки интенсивности солнечного света. Наличие этого прибора избавит от трудоёмких измерений эффективности коллектора в различных погодных условиях. Наиболее удобны пиранометры типа ICB200-03, которые можно приобрести или арендовать.

общий вид пиранометра ICB200-03

Из чего состоит солнечный коллектор

Разработано и запатентовано ряд конструкций:

  1. Плоские.
  2. Трубчатые.
  3. Вакуумные трубки.
  4. Термосифоны.

Солнечный коллектор своими руками проще всего изготовить в плоском или трубчатом исполнении.

Рекомендуем к прочтению: что такое вакуумные солнечные коллекторы, принципы их работы и разновидности.

Как собрать установку? Один коллекторный блок (их количество уже примерно известно из расчётов, выполненных по вышеприведенной методике) состоит из следующих элементов:

  • Набора медных или алюминиевых трубчатых элементов;
  • Абсорбирующей пластины;
  • Герметичного термоизолированного корпуса;
  • Крышки, которую можно изготовить из прозрачного термостойкого полимера или закалённого стекла.

коллектор в сборе

Эффективность изоляции определяет КПД коллектора. Его можно повысить, если предусмотреть в схеме накопительный контур, который сможет обеспечивать тепло в пасмурные дни или для работы систем охлаждения.

Процесс изготовления и последующего монтажа солнечных коллекторов возможен не только для крыши, но и для южных стен здания. В этом случае корпуса снабжают перфорационными отверстиями, облегчающими поступление воздуха. Когда нагретый воздух поднимется к верхней части стены, он направится в вентиляционные каналы здания для последующего распределения.

Изготовление и монтаж

Ниже рассматривается бюджетный вариант получения солнечного нагревательного коллектора, с применением микровентилятора, пустых банок от пепси-колы, металлических корпусов отработанных осветительных приборов (лучше всего от люминесцентных ламп), закалённого стекла и чёрной краски. Потребуются также стеклорез, силиконовый герметик (с пистолетом), алюминиевая лента, термометр с температурным датчиком, ножницы по металлу, саморезы, электродрель, молоток, отвёртка и маркёр. Собирать и изготавливать узлы надо в защитных перчатках. Потребуется всего 7 этапов:

  1. Изготовление корпуса: коробку светильника разрезаем по предварительно установленному размеру и обматываем её алюминиевой лентой.
  2. Герметизация корпуса: скрепляем углы саморезами и тщательно герметизируем силиконом все щели, пазы и возможные трещины. Всю конструкцию окрашиваем в чёрный цвет.
  3. Размечаем маркёром и вырезаем предохранительные стёкла (можно вместо стекла использовать подходящий по прозрачности полимерный листовой материал).
  4. Обрезаем и устанавливаем банки в корпус, соединяем между собой и герметизируем. Торцы труб выводим за герметизированный корпус, согласовав при этом способ подключения входных отверстий микровентилятора. Окрашиваем банки чёрной краской.
  5. С противоположной стороны корпуса получаем вентиляционные отверстия. Предусматриваем возможность сделать дополнительные отверстия, если тестировании коллектора покажет недоработку. Расположение отверстий должно учитывать габаритные размеры вентилятора.
  6. Герметизируем щели между защитным стеклом и корпусом.
  7. Присоединяем микровентилятор к задним отверстиям корпуса. Перед этим необходимо убедиться в том, что подключение вентилятора правильное, и он будет работать на всасывание.
  8. Проверяем эффективность собранного коллектора. Для этого располагаем незакреплённый блок на выбранном участке стены или на крыше, включаем (через некоторое время) вентилятор и, используя термометр, выясняем температуру нагреваемого солнцем воздуха.

тонкие алюминиевые банки в корпусе

отверстие для крепления микровентилятора

Испытания проводят на протяжении всего светового дня, через равные промежутки времени (летом, например, от 9.00 до 17.00, через каждый час). Если регистрируемые датчиком температуры воздуха составляют от 45 °С до 70 °С, то коллектор изготовлен верно, в противном случае количество блоков следует увеличить. Готовую конструкцию устанавливают вблизи вентиляционных отверстий дома.

Заключение

Изготовление отопительных солнечных коллекторов возможно и доступно в домашних условиях. При использовании подобной установки в тёплое время года можно добиться снижения расхода электроэнергии и сэкономить на установке газовых водонагревателей.

Как собрать воздушный солнечный коллектор для отопления?

Ученые уже длительное время бьют тревогу по поводу исчерпания природных ископаемых дающих человеку тепло. Нефть, газ, уголь и даже лес с каждым годом увеличиваются в цене, и получить нормальную температуру дома в отопительный сезон влетает в огромную сумму. Поэтому многие владельцы частной недвижимости уделяют свое внимание автономному виду обогрева жилища, одним из которых является солнечное отопление частного дома.

  • Воздушный солнечный коллектор для отопления
  • Достоинства и недостатки
  • Воздушное солнечное отопление своими руками эко стив из доступных материалов
  • Принцип работы солнечного коллектора
  • Виды воздушных коллекторов
  • Технология сборки
Читайте также  Расчет водяного теплого пола

Воздушный солнечный коллектор для отопления

Солнечные коллекторы для утепления дома

Воздушный солнечный коллектор для отопления

Прогресс не стоит на месте, и современные технологи усиленно ищут альтернативные источники получения тепла. Одним из таких открытий стал – воздушный солнечный коллектор для отопления, устройство поглощающее энергию из солнечных лучей и передающее полученное тепло теплоносителю. Носителем тепла может стать не только вода, последние опыты показали, что приборы на обычном воздухе также хорошо аккумулируют температуру. Воздушное отопление имеет два вида:

  • вариант с гофрированными панелями;
  • вариант из труб имеющих хорошую тепло проводимость.

Любой из представленных вариантов способен предоставить обогрев, но имеет разницу в процессе изготовления.

Достоинства и недостатки

У гелиосистем воздушного типа, есть свои достоинства, к которым можно отнести:

  • небольшая стоимость уже произведенной конструкции;
  • простой способ изготовления, даже из бросового материала;
  • легкость монтажа и обслуживания.

Но также воздушный коллектор на солнечной энергии имеет и свои недостатки:

  • устройство не предназначено для нагрева воды;
  • имеют большие габариты из-за небольшого количества теплоемкости;
  • скромный Коэффициент полезного действия.

Воздушный солнечный коллектор для отопления

Устройство воздушного солнечного отопления, изготовленное своими руками, не справится с обогревом больших площадей, но при нужном объеме энергии вполне хватит, что бы обогреть, к примеру, хоз постройку с животными, теплицу, или может использоваться как дополнительный или комбинированный источник тепла. Такой подход к делу приносит некоторую экономию в семейный бюджет.

Воздушное солнечное отопление своими руками эко стив из доступных материалов

Соорудить воздушный коллектор, который будет давать тепло можно из разных материалов. Это могут быть водосточные трубы или даже банки из жести из-под напитков или пива.

Перед сбором конструкции необходимо учесть тот факт, что полученное устройство имеет большие габариты, и возможно под его монтаж придется определить целую стену.

Самостоятельно сделать отопление дома своими руками от солнца можно из следующих материалов:

  • восточные трубы;
  • профнастил;
  • жестяные банки.

Также в работе понадобятся доски, крепежи, материал для общего утепления конструкции. В остальном «домашние мастера» могут использовать любой предмет по выбору. Главное обеспечить подключение к вентиляции и приобрести канальный вентилятор, который будет гнать воздух в помещение. Общая технология изготовления сводится к заполнению металлом деревянной основы, которая и крепится к зданию.

Полностью собранная гелиосистема может быть достаточно тяжелой в итоге и провести ее монтаж может стать проблематичным делом. Стоит помнить, что такая конструкция в отсутствии солнца, может наоборот охлаждать дом, поэтому после захода рекомендуется ее укрыть, плотным материалом.

Принцип работы солнечного коллектора

Солнечный коллектор — оборудование для хранения и сбора обогревающей энергии Солнца переносимой из сохраняющего тепло устройства к необходимому помещению. От солнечных батарей конструкция отличается тем, что не производит электричество, а создается для аккумулирования тепла в теплоносителе.

Принцип работы такого обогревателя дома состоит из обычного парникового эффекта. Солнечные лучи прогревают поверхность коллектора, и сохраненное тепло в закрытом устройстве не может выйти назад. Теплый воздух поднимается кверху, где с помощью специального вентилятора переходит непосредственно в помещение. Даже в морозные дни, но при ярком солнечном свете можно ощутить на 10 – 15 С° тепла больше чем снаружи помещения. При большой мощности и качественных материалах, такой коллектор может обогревать даже дом. И его служба может длиться около 20 лет.

Воздушные массы отличаются худшей проводимостью тепла, чем жидкости, поэтому КПД воздушного коллектора несколько ниже, чем у других вариантах автономного отопления. Но зато такое устройство полностью экологично и не имеет никаких препятствий к установке.

Воздушный солнечный коллектор для отопления

Виды воздушных коллекторов

Воздушные коллекторы можно разделить на два следующих вида, и отличаются они по принципу зависимости от получения воздуха:

  • вентиляционный коллектор. У такого оборудования воздух попадает в помещение наружным способом и прогревается на своем пути в помещение. Такой вид коллекторов нашел свое применение в помещениях, где требуется постоянный доступ воздуха, к примеру, в курятниках, овощехранилищах, теплицах;
  • рециркуляторный коллектор. Принцип действия такого оборудования рассчитано на закрытый циркулярный поток воздуха. Такую систему можно наблюдать в каминах, или печах с воздухоотводами.

Но для сельскохозяйственных зданий и тот и другой вид коллектора в итоге становится затратным, поэтому имеет смысл задуматься о солнечном коллекторе, который конечно не даст такого тепла в пасмурные дни, но вполне справится со своей задачей при спокойной погоде. Даже зимой можно наблюдать солнечные дни, в которые можно воспользоваться солнечным коллектором как бесплатной альтернативой другого вида отопления.

Технология сборки

Собрать солнечный коллектор можно следуя следующей инструкции:

  1. сбор каркаса. Каркас можно изготовить из деревянного бруса с сечением 150 * 50 см. При использовании стеклопакета каркас лучше упрочнить дополнительными перекрытиями. После сборки каркас крепится к стене помещения и для лучшей герметизации все щели заделываются монтажной пеной;
  2. абсорбер. В идеале абсорбером может служить перфорированный лист, но можно воспользоваться и обычной металлической сеткой;
  3. всю поверхность стоит покрасить в черный цвет, так увеличатся селективные характеристики абсорбера;

Воздушный солнечный коллектор для отопления

Воздушный солнечный коллектор для отопления

  1. клапаны. Главным клапаном в устройстве является верхний, потому как тепло имеет физические свойства подъема вверх. Его можно изготовить из простого полиэтилена. Работа клапана рассчитана на закрытие отверстия для поступления воздуха в прохладные дни;
  2. нижние отверстия закрываются сеткой с мелкими ячейками. Этот шаг предотвратит попадание пыли в устройство. Такую сетку время от времени нужно протирать или менять при необходимости, иначе она может препятствовать попаданию воздуха;
  3. в качестве верхнего прозрачного слоя можно использовать стеклопакет, а можно обойтись и прозрачным поликарбонатом или шифером.

Монтаж готового полотна необходимо производить на южной стороне строения и соответственно выбирать размер будущей конструкции, чем больше помещение, тем больше должно быть полотно солнечного коллектора.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

Как собрать солнечный воздушный коллектор для отопления площадью 9 кв. м

Главное требование к любому солнечному коллектору — это его площадь, ведь именно от нее зависит мощность коллектора. Чем больше площадь устройства, тем больше тепла оно способно принять от солнца. А благодаря большой мощности можно быстро отопить маленькое помещение или обогреть большое.

Особенность коллектора, которая была предложена одним автором в этой статье, заключается в том, что он представляет собой одну из стен помещения, то есть его даже не видно, поэтому коллектор не нарушает гармонию фасада. В этом примере воздушный коллектор был построен на южной стене гаража.

Как собрать солнечный воздушный коллектор для отопления площадью 9 кв. м

В связи с тем, что площадь коллектора большая и при циркуляции воздуха на стекле будет появляться грязь, которую будет довольно затруднительно чистить, было принято решение забирать разогретый воздух с обратной стороны абсорбера. Но при этом коллектор все равно будет застекляться.

Материалы и инструменты для изготовления коллектора:
— силикон;
— стекло;
— профнастил (черного цвета);
— деревянный брус;
— дрель;
— пила;
— черная полиэтиленовая пленка;
— заглушки для профнастила;
— гильзы воздуховодов;
— декоративная пленка;
— трубы;
— насос;
— гофра;
— куски старых велосипедных камер.

Процесс создания коллектора:

Шаг первый. Подготовка стены гаража
В первую очередь с гаража была снята вся облицовка, здесь масштабы уже зависят от размеров коллектора.

В центральной части стены нужно будет зафиксировать хотя бы один деревянный брус, он будет образовывать своего рода лабиринт, по которому будет циркулировать воздух. Лучше всего, чтобы этих лабиринтов было как можно больше, тогда воздух будет прогреваться лучше.

Шаг третий. Герметизация коллектора
После установки профнастила нужно взять минеральную вату, пенополистирол или любой другой утеплитель и заткнуть им щели.



По словам автора, в деле коллектор показал очень хорошие результаты. Так, например, при температуре воздуха на улице всего +2 градуса самоделка смогла выдать на выходе температуру в +74 градуса. Устройство показывало неплохие результаты даже при облачной погоде.

Недостатком такой системы является то, что между абсорбером и стеклом не происходит движения воздуха, в связи с этим на стекле образуется конденсат, а это снижает производительность устройства. Но эта проблема решаема, нужно просто просверлить пару отверстия для отвода воды.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: