Солнечные коллекторы для дома. Насос для солнечного коллектора
Солнечные коллекторы для дома
Как выбрать солнечный коллектор для своего дома, дачи. Типы солнечных коллекторов. Принцип работы солнечного коллектора.
Солнечный коллектор (гелиоустановка) – установка, использующая солнечную энергию для нагрева теплоносителя, который в свою очередь нагревает воду для обеспечения горячего водоснабжения, а также отопления помещений. Гелиоустановка позволяет значительно снизить расходы на подогрев воды, что немаловажно при нынешних ценах на энергоносители.
Типы солнечных коллекторов.
Существует несколько типов солнечных коллекторов, но для бытового использования наиболее подходят плоские и вакуумные коллекторы.
Плоские коллекторы.
Коллектор представляет собой плоский ящик с прозрачной верхней крышкой из закалённого матового или глянцевого стекла или рифлёного поликарбоната.
Нижняя часть ящика состоит из адсорбера – пластины из метала с хорошей теплопроводностью (медь, алюминий) окрашенной в чёрный цвет для наибольшего поглощения солнечной энергии. Чтобы повысить поглощение солнечной энергии пластины дополнительно покрывают селективным покрытием, которое состоит из слоя аморфного полупроводника.
Пластина адсорбер связана с теплопроводящей системой, которая представляет собой трубы в виде змеевика из меди, по которым циркулирует теплоноситель. В зависимости от конструкции коллектора теплоносителем может быть вода, антифриз, масло и даже воздух. Задняя, и боковые части ящика коллектора покрыты теплоизоляционным материалом.
Солнечный коллектор подсоединяется трубами к теплообменнику, размещённому в баке с водой. В зависимости от конструкции в систему можно подключить циркуляционный насос, датчики температуры, контроллер, бытовую насосную станцию для подкачки воды в систему.
Принцип работы солнечного коллектора.
Солнечные лучи проходят через прозрачную крышку корпуса коллектора, попадают на пластину адсорбер и нагревают её. Адсорбер нагревается и передаёт тепловую энергию жидкости циркулирующей по трубам.
Самая простая конструкция теплообменника так называемый летний вариант, это прямая система — труба в виде змеевика по которой, циркулирует вода, которая нагревается и поступает в накопительный бак, а потом уже прямо на кран в кухню, в ванную, душевую.
Но такая система эффективна только в теплое время года, при первых заморозках вода в системе просто замёрзнет, поэтому коллектор с прямой системой используют только в летний период для подогрева воды, на зиму воду из труб нужно сливать.
Всесезонная система замкнутого типа.
При замкнутой системе в трубах теплоносителя находится не вода, а незамерзающая жидкость, которая нагревается в трубах и передаёт накопленную тепловую энергию через теплообменник в бак с водой.
Замкнутую систему можно использовать круглый год, в зимний период эффективность системы заметно снижается, но при наличии солнца система работает и при минусовых температурах. Наиболее эффективной системой для всесезонного использования считаются трубные вакуумные коллекторы.
Трубный вакуумный коллектор.
Основное преимущество вакуумных коллекторов в том, что их можно эффективно использовать круглый год и даже при минусовых температурах.
Вакуумный коллектор состоит из нескольких труб термосов, каждая такая труба термос имеет конструкцию из наружной прозрачной трубы и внутренней трубки, которая покрыта селективным покрытием, которое улавливает солнечную энергию. Пространство между трубами заполнено вакуумом. Вакуум сохраняет тепловую энергию на 95%.
Принцип работы вакуумного коллектора.
Солнечные лучи проходят сквозь внешнюю прозрачную трубу и попадают на поверхность внутренних трубок и абсорбируются. Во внутренней медной трубке жидкость нагревается и поднимается в верхнюю часть трубки подключённой к теплообменнику.
Охлаждённая часть жидкости опускается в нижнюю часть медной трубки и цикл повторяется.
Вакуум между наружной и внутренней трубками значительно снижает потери тепла.
Какой солнечный коллектор выбрать для дома?
Плоские коллекторы менее эффективны, но цена на них в несколько раз ниже вакуумных, к тому же плоский коллектор можно изготовить самостоятельно. Если говорить о подогреве воды в летний период для дачи или летнего дома, то плоского коллектора будет вполне достаточно что бы обеспечить потребности в горячей воде.
Для обеспечения дома горячей водой круглый год, лучше установить вакуумный солнечный коллектор. Стоимость такого коллектора, конечно, будет больше, но его можно использовать круглый год. В зимний период его эффективность, конечно, снижается, но коллектор способен нагревать воду в солнечный день даже при минусовой температуре воздуха.
Солнечные коллекторы для дома.
Популярные самоделки из этой рубрики
Как сделать ветрогенератор: фото, видео...
Cамодельный генератор для ветряка...
Схема подключения ветрогенератора...
Солнечная электростанция своими руками: фото сборк...
Самодельный ветрогенератор своими руками...
Самодельный солнечный коллектор...
Солнечный коллектор своими руками: фото сборки с о...
Как сделать вертикальный ветрогенератор...
Как подключить солнечную батарею...
Мачта для ветрогенератора
Хвост ветрогенератора
Ветрогенератор из шуруповёрта...
sam-stroitel.com
Водяной солнечный коллектор
Изобилие солнечного света и тепла летом, страстное желание или потребность добиться реальной экономии в отоплении и горячем водоснабжении заставляют многочисленных умельцев придумывать и реализовывать в металле самые интересные с их точки зрения проекты солнечного водяного коллектора.
Но, как всегда, умные люди советуют – перед тем, как приниматься за изготовление водяного солнечного коллектора своими руками, познакомьтесь с готовыми конструкциями, воплощенными в реальность. Сложно сказать, достигнута ли главная цель и получен требуемый эффект преобразования солнечного тепла в водяное. Как правило, информация об этом у мастеров отсутствует.
Поэтому перед изготовлением водяного солнечного коллектора проанализируйте и ответьте сами себе на простые вопросы:
- Какое количество горячей воды необходимо, и для каких целей предполагается его использовать;
- Какие параметры водяного солнечного коллектора удовлетворят потребителя;
- Оправдают ли себя средства и время, потраченные на поставленные цели.
Совет! Для изготовления водяного солнечного коллектора необходимо иметь хотя бы примитивные знания о водяном солнечном коллекторе и теплопередаче на уровне выпускника советского техникума.
Цели и задачи изготовления водяного солнечного коллектора
Стоит напомнить, что для солнечного потока максимальная падающая тепловая энергия в среднем составляет 800Вт/ч на метр в квадрате в летнее время. Для систем водяного отопления современного дома или квартиры этого явно недостаточно. Например, при отапливаемой площади в 50м2 минимальные тепловые потребности составят не менее 7-8кВт/ч, в зависимости от состояния жилья, значит, при 100% КПД устройства потребуется, как минимум, 10м2 солнечного коллектора.
А вот как альтернатива электрической бойлерной системе водяной солнечный коллектор вполне потянет. При условии наличия в системе теплоаккумулятора и водяного насоса.
Важно! Цена простейшего китайского плоского водяного коллектора тепловой мощностью в 1,1квт, нормального качества, не превышает 150 евро. Примем для проекта, что стоимость материалов и вспомогательных устройств, использованных для постройки водяного солнечного коллектора, не должна превысить 130-150 евро. В противном случае затраты не оправдывают цели.
Подбираем конструкцию водяного солнечного коллектора
В качестве рабочей модели используем стандартную и многократно проверенную конструкцию с использованием набора параллельных нагреваемых трубок. Самый сложный вопрос – материалы. Среди многочисленных вариантов солнечных водяных любительских конструкций можно выбрать наиболее подходящую схему, при условии:
- Длина единичной нагреваемой трубки от подводящей общей трубы до водосборной трубы не должна превышать 70см для горизонтальной схемы и 200см для вертикальной. Размер получен практическим подбором.
- Шаг между теплоприемными трубами не должен превышать величину 10 диаметров для медного исполнения и 5 диаметров для алюминиевого. Это связано, прежде всего, с необходимостью эффективно собирать тепло с поверхности теплового экрана-поглотителя солнечного тепла. При более высоком шаге ухудшается теплосъем и увеличиваются потери, при меньшем шаге растут затраты на материалы без значительного повышения эффективности водяного коллектора.
- В комплекте с солнечным водяным коллектором необходимо подключить бойлер с внутренним дополнительным теплообменником и насос с производительностью в пределах 100-150л\ч горячей воды.
Достаточно часто встречаются конструкции водяных коллекторов с использованием разнообразных теплообменников от старых холодильников и подобные им устройства. Сам по себе такой теплообменник, впаянный в лист меди или закрепленный на тепловом экране, даст в солнечный день максимум пол-литра кипятка в час. Более рационально использовать его медную трубку для изготовления нагреваемых трубок водяного солнечного коллектора.
Для солнечного водяного коллектора потребуется определенное количество медных трубок, флюса и оловянно-свинцового припоя, листовой меди.
Для коллектора в габаритах 200х70см необходимо:
- Трубки медной, диаметром 12-15мм — 4,2м, стоимость оценочно в 20-25дол.;
- Трубки нагреваемой, медной, диаметром 8мм – 30м, стоимость – 90дол;
- Листовой меди, шириной 100мм и толщиной 1мм – 20м, цена — до 20дол;
- Припоя ПОС-9 и спиртово-канифольного флюса 300 и 100гр соответственно -5дол.
Итог: средняя стоимость материалов оценивается в 140-150дол., что примерно сопоставимо с требованиями к себестоимости проекта водяного коллектора солнечного света.
Изготавливаем теплообменник водяного солнечного коллектора
Перед пайкой и сборкой потребуется провести разметку и раскройку материала. Места сверления отмечаем ударом остро заточенного пробойника.
Сверловку отверстий выполняем только на сверлильном станке, аккуратно снимаем заусенцы.
Перед сборкой и пайкой нагреваем места пайки газовой горелкой, обрабатываем флюсом и облуживаем припоем все места пайки. Тонкие нагреваемые трубки лудим по всей длине в местах будущего крепления экрана-поглотителя.
В процессе спаянные места оборачиваем мокрой ветошью для исключения расплавления спая из-за перегрева теплообменника.
Вторым заходом вырезаем полоски меди так, чтобы они образовали сплошной лист. Не пытайтесь припаивать один сплошной лист, это сложнее чем вы думаете, и потребует специального оборудования.
На концах подводной и отводной трубы запаивают штуцера для крепления труб, соединяющих солнечный коллектор с бойлером или водяным теплоаккумулятором.
Для исключения возможных деформаций конструкции коллектора теплообменник можно поместить в коробку или на навесную раму. Как правило, дно коробки выстилают теплоизоляционным матом и дополнительно задувают строительной пеной.
До монтажа в короб необходимо провести проверку герметичности пайки. Для этого следует один из штуцеров заглушить с помощью резьбовой пробки на уплотнительной фум-ленте. Ко второму штуцеру подводится давление от строительного или автомобильного компрессора. Каждый стык пайки последовательно обмазывается мыльным раствором, подобно проверке на утечку газа. В случае наличия пузырей брак необходимо перепаять.
Покрытие для водяного солнечного коллектора
Отдельная тема – нанесение покрытия, чем обычно козыряют все продавцы водяных солнечных коллекторов, промышленного изготовления. Для нанесения абсолютно черного покрытия использует лак в аэрозольной упаковке и кусок резины. Перед выполнением работ поверхность теплообменника необходимо обработать спиртом или ацетоном.
Все работы выполняются на открытом воздухе, на сквозняке, используя респиратор. Перед нанесением покрытия располагаем коллектор так, чтобы нагреваемые трубки стояли вертикально, и зажигаем резину. Последовательно распыляем лак, и через секунду подносим коптящее пламя резины на расстояние, обеспечивающее осаждение сажи на тонкий слой лака. Работу лучше выполнять в несколько заходов, пока не будет получено сплошное черное сажевое покрытие. После окончательного высыхания лака покрытие хорошо держится на медной поверхности. Можно в качестве эксперимента нанести повторный слой лака, но зачастую он не нужен.
Готовый водяной коллектор монтируется в короб и закрывается листом прозрачного поликарбоната. Он лучше и легче стекла, не боится тепловых перегрузок от солнечного света, ударов, благодаря специальной защитной пленке более долговечен в использовании, даже на открытом солнце. Но, в отличие от минерального стекла, поликарбонат имеет высокий коэффициент теплового расширения, примерно на 1м величина изменения составляет 3мм. Поэтому лист крепится на поверхность водяного коллектора с использованием специальных теплокомпенсирующих подкладок и шайб, герметика, устойчивого к солнечному излучению.
Перед герметичной упаковкой коллектора в корпус в нижней части можно уложить пару мешочков с силикагелем или фирменных поглотителей влаги и водяных паров.
bouw.ru
Выбираем циркуляционный насос для солнечного коллектора
Система горячего водоснабжения, построенная на использовании энергии света – выгодное сезонное решение. Однако нужно понимать, что достичь высокого функционального качества гелиосистемы без использования электроэнергии не получится. Наиболее важные узлы, отвечающие за циркуляцию теплоносителя, периодичность работы насоса, нуждаются в электричестве. Взять, хотя бы, циркуляционный насос для солнечного коллектора. Этот агрегат устанавливается в системах с принудительной циркуляцией нагретой воды. Преимуществами таких систем принято считать тот факт, что наличие насоса упрощает монтаж аккумулирующего бака относительно снабжающего контура системы. В гелиосистемах с насосом, бак можно установить в любом месте. Совсем иная ситуация наблюдается в гелиосистемах с естественной циркуляцией патока: бак должен располагаться выше контура, чтобы вода под силой тяготения, распределялась по трубам без применения дополнительного давления.
Электронасос для гелиосистемы
В определённом смысле электронасос для гелиосистемы — это сердце, заставляющее воду двигаться по трубам. Без него, доходящий до потребителя поток теплой воды, был бы крайне слабым. Использовать воду под низким давлением очень неудобно.
Как выбрать подходящий насос?
Для этого придется провести некоторые математические манипуляции, с целью определения пропускной способности системы. На полках специализированных магазинов представлены агрегаты, обладающие пропускной способностью в районе 5 кубометров в час. Этого вполне достаточно для любой гелиосистемы. Также, выбирая насос для гелиосистемы, следует обращать внимание на такой показатель, как максимальный напор. Наиболее распространёнными являются модели с максимальной силой потока в 7 метров. Теоретически этого должно хватить, даже если насос будет располагаться в подвале двухэтажного частного дома. Широкий выбор насосов для солнечного коллектора представлен на сайте Antika.com.ua.
Насосные группы
Очевидно, что насосный узел, состоит не только из силового агрегата, но и важных датчиков, позволяющих отслеживать уровень давления в сети, температуру теплоносителя. Всё эти приборы представлены в специализированных магазинах в виде готовой насосной группы. Туда, как уже было сказано, выходят:
- насос для гелиоколлектора;
- краны, отвечающие за залив, слив;
- переходники для шланги;
- расходомер;
- манометр;
- термометр;
- аварийный клапан.
Готовые насосные группы ускоряют проведение монтажных работ, что является ключевым значением для тех, кто решил обустроить гелиосистему в собственном доме, не прибегая к сторонней помощи.
likos.com.ua
