Воздушный коллектор для отопления. Солнечный воздушный коллектор своими руками. Пошаговая инструкция изготовления воздушного коллектора

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

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

• корпус с теплоизоляцией;
• нижний экран, абсорбер;
• радиатор с аккумулирующими ребрами;
• верхняя часть из обычного стекла или поликарбоната.

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

Принцип действия воздухонагревателя следующий:

• воздух закачивается с улицы в корпус коллектора принудительным способом;
• внутри блока установлены абсорберы, отражающие тепло, поднимающие температуру внутри ящика до 70-80°С;
• происходит нагрев воздуха;
• разогретые воздушные массы принудительно нагнетаются в отапливаемые помещения.

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:

• газ до 315 м³;
• дрова до 3,9 м³.

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;
• перед панелью устанавливается стеклянная перегородка;
• в течение дня тепло аккумулируется, после чего отдается в помещение ночью.

На КПД воздушного коллектора существенно влияет время года. Так, в декабре коэффициент полезного действия поддерживается на уровне 50%, в октябре и марте увеличивается до 75%.

Солнечный коллектор - водяной или воздушный

• - 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.
• Воздушный вентиляционный коллектор - отличается простой конструкцией и устройством, которое при желании можно изготовить самостоятельно. Основное предназначение: обогрев помещений. Конечно, существуют схемы, позволяющие использовать полученное тепло для ГВС, но при этом эффективность воздушных коллекторов падает практически вдвое. Преимущества: низкая стоимость комплекта и установки.

Как и из чего сделать воздушный коллектор

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

• каждый м² от площади коллектора даст 1,5 кВт/час тепловой энергии, при условии, что будет солнечная погода;
• для полноценного обогрева помещения требуется 1 кВт тепловой энергии на 10 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

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.

Материалы для изготовления коллектора

• Внешний блок - собирается из фанеры, ДСП и деревянных брусков. По внешнему виду напоминает обыкновенный коробок.
• Дно - изготавливают из профнастила. Лист металла обрабатывают специальной черной краской с высоким коэффициентом светопоглащения. Абсорбирующую поверхность можно сделать из разрезанных алюминиевых банок. Дно обшивают изоляционным материалом, чтобы избежать тепловых потерь.
• Ребра радиатора - используются для лучшей абсорбции тепла. При изготовлении используют тонкие листы алюминия, меди. Можно установить уже готовый радиатор из старого холодильника.
• Крышка коллектора - делается из сотового поликарбоната, отличающегося хорошей светопропускной способностью и одновременно удерживающая тепло внутри коллектора. Чтобы сэкономить, в качестве покрытия можно использовать обычное стекло. Теплоэффективность при этом будет нижем чем у коллекторов, закрытых поликарбонатом.
• Теплоизоляция корпуса - по периметру каркас обшивают пенополистиролом.

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

Установка и подключение воздушного коллектора

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.

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.

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%.

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

Источник: http://www.amur.info/news/2015/06/01/94774

Житель Благовещенска Андрей Шукалин, экономист по образованию, придумал, как сократить затраты на теплоснабжение. Его изобретение подходит тем, у кого печное, электрическое отопление, а также центральное отопление с теплосчётчиками. Он создал устройство, которое назвал воздушный солнечный коллектор. Устройство Андрей собрал на собственном доме и уже испытал его на эффективность и экономичность. Благовещенский изобретатель мечтает запатентовать своё изобретение и начать его массовое производство.

«Максимальная эффективность, когда солнце напротив коллектора. Располагается он оптимально на южной стороне вертикально на стене. На южной стороне фасада, дома», – поясняет Андрей. Он произвёл множество расчётов: прямой и рассеянной солнечной радиации, тепловой мощности в расчёте на электроэнергию. Зимой солнце низко над горизонтом. На вертикальную поверхность его тепло попадает максимально. Выходит максимальная теплоотдача. В январе – в течение девяти часов, в марте – в течении семи, делится своими наблюдениями изобретатель.

Коллектор состоит из модулей, площадь каждого – примерно половина квадратного метра. «Внутри модулей – пустота и сделан воздушный канал, по которому воздух проходит, нагнетаемый насосом. Через него проходит и выходит туда, куда нам надо. Есть защитная верхняя плёнка. Она защищает от того, чтобы уже нагретый воздух не остывал под воздействием климата, потому что зимой холодно», – поясняет конструктор.

Андрею Шукалину идея создать воздушный солнечный коллектор пришла из-за стремления к экономии. Он хотел сократить собственные расходы на электроотопление, при этом не мёрзнуть, а нормально обогревать свой дом. Устройство, по его задумке, должно было быть, недорогим, не громоздким, но эффективным. В Интернете Андрей таких устройств не нашёл. Вариант с обычными солнечными батареями для него был неприемлем. Ему хотелось греть непосредственно воздух, а не воду, печь, систему. Только воздух и максимально экономично и экологично.

Сначала он собрал небольшую конструкцию, она оказалась настолько эффективной, что даже немного оплавилась от горячего воздуха. Тогда Андрей усовершенствовал модель и собрал обновлённый вариант коллектора на стене своего дома. Он эффективный, но стационарный. Это изобретатель считает минусом – нельзя разобрать, перенести. Да и монтировать зимой стационарный воздушный солнечный коллектор сложно. Практически невозможно. Сейчас Андрей Шукалин демонстрирует мобильный образец – отдельный модуль, который можно изготовить в любом цехе и собрать на том здании, которое планируется обогревать.

Со своим изобретением Андрей, а у него в доме электроотопление, уже зимовал. Эффективность и экологичность замкнутой системы, а также экономию от использования воздушного солнечного коллектора, как говорится, испытал непосредственно на себе. На отоплении, говорит, получалось сберечь от 135 до 220 рублей ежедневно. При этом потребление электроэнергии самой установкой стоило всего 1 рубль в день.

«Эффективно отапливал дом. У меня дома тепло, даже несмотря на то, что потребление электроэнергии небольшое. Ночное потребление электроэнергии у меня сократилось и дома стало просто тепло. Даже в декабре, в январе я приходил вечером с работы, у меня дома уверенные 30 градусов были. Потом это всё посмотрели мои друзья, сделали в Верхнеблаговещенском – на таком же жилом доме. Отапливается полностью второй этаж, без отопления иного. Он отапливает большую площадь – 20 квадратных метров. Там жил человек в этом году. Зимой, собственно, хватало. Ну не было ещё человека, который, глядя на это, сказал бы, что это плохая идея. Всем интересно. Кто-то хочет себе на гараж, кто-то – на дом, кто-то – на коттедж, кто-то – склад, ангар планирует. Что-то там изобретает, думает, как это сделать. Сейчас лето, сейчас никто не мёрзнет, это всё будет ближе к осени. Очень много заинтересованных лиц. Да, много», – говорит Андрей.

Благовещенец подал заявку на то, чтобы запатентовать своё изобретение. Заявку приняли. Он надеется получить сертификат на полезную модель уже этим летом. Усовершенствовать коллектор. Например, оборудовать его термодатчиками, которые будут автоматически включать и выключать устройство в зависимости от погодных изменений. А затем – начать массовое производство воздушных солнечных коллекторов. Он убеждён – его изобретение будет пользоваться спросом.

«Себестоимость квадратного метра в этом случае порядка двух, двух с половиной тысяч. То есть при подсчётах у меня получилось, что окупается данная система за полтора сезона. Но полтора сезона быть не может отопительных. Два сезона. Аналоги – солнечные коллекторы, которые греют воду, они окупаются порядка шести лет. Которые производят электричество – порядка восьми лет. Ветряки тоже восемь лет», – поясняет изобретатель.

Андрей Шукалин признаётся: его работа – то, что сейчас приносит ему стабильный заработок, с конструированием, изобретениями и внедрением передовых технологий никак не связана. Он – менеджер среднего звена, получивший популярную в 90-е специальность, но с самого детства стремящийся к чему-то другому. Он мечтает создавать.

«Закончил АмГУ, высшее образование у меня. Поступал в 1999 году. Тогда альтернативы, кроме как стать инженером, не было. Но всегда было хобби – что-то конструировать, изобретать, что-то строить. В качестве хобби уже построил два дома – себе и отцу. Изобретаю эти коллекторы. Ещё есть масса идей. И хочется превратить хобби в профессию, чтобы быть счастливым человеком», – поделился Андрей Шукалин.

Он стал героем программы «Эврика» из цикла «Городские истории». Программа вышла в эфире «Альфа-канала». Посмотреть её полностью можно также на сайте Амур.инфо.

Андрей Шукалин не единственный, кто создает устройства, позволяющие экономить за счет использования даровой энергии солнца. Краснодарец Николай Дрига тоже построил своими руками настоящую теплоэлектростанцию, работающую сразу от нескольких возобновляемых источников.

Привычные источники тепловой энергии постепенно истощаются, попутно загрязняя окружающую среду при горении. Поэтому человечество много внимания уделяет возобновляемой солнечной энергии. Естественно, полноценные, автоматизированные системы на базе гелиоустановок - удовольствие не дешевое, но простой воздушный солнечный коллектор для дачи или подсобного хозяйства вполне можно соорудить самому. О том, как он работает, из чего состоит, что нужно для его сборки, поговорим далее.

Как это работает

Выйдя летним знойным днем на улицу можно на личном примере убедиться, что солнечные лучи не только освещают все вокруг, но также обладает приличным запасом тепла, нагревая окружающий воздух. В отличие от традиционных источников (газа, угля, древесины), эта энергия неограниченная - нужно просто взять да воспользоваться ею. Для этого придется задействовать элементы разных гелиоустановок, например, воздушный или вакуумный коллектор. Но, как уже оговаривалось выше, подобные серийно производимые системы имеют сложную конструкцию и достаточно высокую цену, чтобы претендовать на массовое использование.

Если анализировать их на примере систем отопления или горячего водоснабжения, то нужно признать, что панельный или вакуумный солнечный коллектор - это такой же теплообменник, как обобщенно бытовой котел (газовый, мазутный, угольный). То есть его конструкция предусматривает возможность циркуляции теплоносителя (воды, воздуха). Последний греется за счет поглощенного внешним селективным покрытием (поверхность адсорбера) видимого/инфракрасного излучения. В серийных образцах воздушного или водяного коллектора для этого используется напыление из никеля или оксида титана черного цвета. Он впитывает весь спектр солнечного света - все семь цветов радуги, каждый из которых имеет запас внутренней энергии. То есть, главной задачей солнечной установки в целом, а коллектора в частности, является максимальное поглощение лучей видимого спектра и превращение их в тепло, которое затем передается циркулирующему в системе/корпусе теплоносителю.

Интересно ! У серийных образцов солнечного коллектора степень эффективности поглощения лучей и теплопередачи достигает 95 %, а при отсутствии разбора они могут нагреть воду в системе отопления или ГВС до 200°С.

Конструкция и принцип действия воздушного аппарата довольно просты: попадая внутрь солнечного коллектора, воздух постепенно нагревается под действием солнечных лучей, становится легче и поднимается вверх. Сама циркуляция в корпусе аппарата может быть организована по естественному и принудительному пути. В первом случае горячий воздух, отдав тепло по назначению, остынет и опустится вниз, выталкивая более легкий греющийся вверх. Для принудительной циркуляции нужно задействовать вентиляционное оборудование солнечного теплообменника.

Вода или воздух

Большая стоимость солнечного коллектора для традиционных водяных систем отопления связана косвенно со свойствами используемого теплоносителя. Вода обладает высокой теплоемкостью, то есть при охлаждении отдает намного больше тепла окружающему пространству, нежели воздух. Но ее функционирование связано с рядом проблем, которые следует учитывать в процессе эксплуатации системы с солнечным коллектором:

• Как и любая жидкость, вода практически не сжимается, но при этом расширяется с ростом температуры, а значит, нужно контролировать давление, особенно в закрытых системах;
• Вода меняет свое агрегатное состояние, то есть зимой нужно следить, чтобы она не замерзла, разрушив корпус, трубопроводы, арматуру;
• В ней содержится кислород, вызывающий коррозию труб, а значит, придется позаботиться о дополнительной защите.

Теплоемкость воздуха в 4 раза ниже, нежели у воды. Расчеты показывают, что при одном и том же объеме, воздушный коллектор выделяет в окружающую среду до 8 ккал тепла, по сравнению с 300 ккал у водяного. Но это также значит, что для нагрева кубометра воздуха нужно вчетверо меньше тепла. Газообразная среда обладает прекрасной подвижностью, позволяя наладить естественную циркуляцию в корпусе аппарата и системе, она не токсична, не может замерзнуть или закипеть и, что главное, воздуха много вокруг. Для его применения в системах отопления не требуется масса специальных инженерных решений.

Из этого можно заключить, что воздушный коллектор имеет более простую конструкцию, порядок эксплуатации. Он не так прихотлив в плане эксплуатации. Кроме того, его легко изготовить своими руками.

Конструктивные особенности

Естественно, существует масса технических решений, но обобщенно устройство, конструкцию, схему действия воздушного солнечного коллектора можно изобразить следующим образом:

Из иллюстрации следует, что основными его частями являются:

• Герметичный корпус. Служит для удобства монтажа системы и размещения основных действующих компонентов солнечного воздушного коллектора;
• Адсорбер/поглотитель. Обычно это оребренная панель, располагающаяся внутри корпуса. Главной ее задачей является поглощение солнечных лучей с последующей теплоотдачей воздуху, который циркулирует в коллекторе. Для этого внешняя сторона адсорбера должна быть черного цвета с матовой структурой (в этом случае отражающая способность будет ниже). Материалом служит обычно алюминий или медь, обладающие высокой теплопроводностью. Ребра главным образом используются в конструкции для увеличения площади теплоотдачи, обеспечения требуемого режима движения воздушного потока внутри корпуса;
• Внешняя изоляция. Это прозрачный материал (закаленное стекло), главной задачей которого является защита адсорбера солнечного воздушного коллектора от механических повреждений и обеспечение максимальной пропускной способности для лучей;
• Тепловая изоляция. Слой материала, расположенный между адсорбером и стенкой корпуса. Устраняет теплопотери при циркуляции потока воздуха в окружающую среду.

При установке, воздушный коллектор направляют на юг, под наклоном к горизонту. Так делают, чтобы обеспечить максимальную нагрузку поверхности поглотителя в течение дня и сезона. Влияние ориентации места установки в пространстве на степень инсоляции (продолжительность и площадь падения солнечных лучей) можно оценить на следующей иллюстрации.

Круговая диаграмма слева показывает степень/интенсивность потока солнечных лучей, а макет справа - эффективность воздушных коллекторов в зависимости от ориентации стен относительно сторон света.

Также следует учитывать, что вся конструкция в корпусе должна быть расположена максимально близко к объекту обогрева, иначе теплопотери в воздушной магистрали системы сведут на нет весь эффект.

Нагрев воздуха за счет пивных банок

Когда стоит задача спроектировать и собрать воздушный солнечный коллектор своими руками, первое, что принимается во внимание - максимальная простота итоговой конструкции. Использование подручных материалов ускорит процесс сборки и удешевит его, но не следует пренебрегать их свойствами.

Выше уже упоминалось, что лучшим вариантом для адсорбера воздушного солнечного агрегата является медь или алюминий, ввиду их высокой теплоемкости, но в розничной сети такой листовой металл имеет высокую стоимость. Заменить его в конструкции можно, как оказывается, простой банкой из-под пива или Кока-Колы - кто сказал, что адсорбер солнечного коллектора с воздушной циркуляцией должен быть плоским. Для их изготовления используют марганцево-алюминиевый сплав, а все размеры стандартизированные и одинаковые.

Интересно ! Прибегнув к простым расчетам, окажется, что если выложить на площадке и соединить между собой 64 банки (квадрат 8х8), то их площадь будет равна площади листа 1400х670 мм.

Кроме самих банок, придется изготовить корпус воздушного солнечного коллектора, для чего целесообразно использовать листовую фанеру или ДСП. Для обеспечения достаточной жесткости и прочности толщина плит солнечного теплообменника должна быть примерно 16-20 мм. Для отрезания деталей в размер нужно использовать дисковую пилу вместе с шаблоном - так поверхность реза досок получится более ровной.

Важно ! При разметке нужно оставлять припуск на отрезку и будущую обработку порядка 3-5 мм на сторону.

Между собой доски корпуса воздушного коллектора крепятся шурупами или конфирматами с обязательной прослойкой герметика. Если используется фанера, то нужно всю конструкцию обработать защитным лаком или пропиткой.

Внутренние стенки корпуса воздушного солнечного теплообменника утепляют. Проще всего для этих целей использовать плиточный пенополистирол (ППС, ЭППС), который садится на любой клеящий состав. Поверх них укладывается рулонная алюминиевая фольга, как отражающий слой. Ее стыки проклеиваются алюминизированным скотчем.

Банки крепятся между собой встык - дно вставляется в горлышко, которое предварительно подрезается ножницами по металлу и вдавливается внутрь корпуса. В дне банки проделывается несколько отверстий сверлом для организации циркуляции воздуха, а при соединении стыки обязательно обрабатываются герметиком. Чтобы собранные колонны (8 штук по 8 банок) надежно располагались в деревянном корпусе, для них следует изготовить направляющие - трубные решетки, отверстия под которые проделываются корончатыми сверлами.

Когда конструкция воздушного коллектора готова, следует провести ее окрашивание. Для этого можно использовать автомобильную матовую (это важно!) краску в баллончиках. С внешней стороны банки закрываются каленым или оргстеклом. Оно обеспечивает высокую степень прохождения лучей и защиту для воздуховодов внутри корпуса.

На задней стенке предварительно проделываются отверстия для обеспечения циркуляции воздуха. Для придания более эстетичного внешнего вида, готовую конструкцию можно облагородить, для чего использовать облицовку из вагонки или мебельных профилей.

Перед началом эксплуатации также придется продумать схему работы воздушного коллектора. Возможно, будет задействована естественная циркуляция или придется устанавливать вентилятор, чтобы гонять воздух принудительно.

Металлический лист в помощь

Еще одним простым вариантом установки для подогрева воздуха является коллектор, в котором роль поглотителя играет обычный профнастил. Это ребристый, волнообразный лист, который также, как и банки в прошлом примере помещается в деревянный корпус. Под ним также укладывается слой изоляции, например, минеральной ваты. С внешней стороны крепится прозрачное стекло. Поверхность листа также придется покрыть термостойкой, матовой и обязательно черной краской. Достоинством такого воздушного коллектора является отсутствие необходимости дополнительного оребривания. Кроме того, здесь не нужно использовать в качестве материала дорогостоящие алюминий или медь. Аналогично баночному варианту используются режимы циркуляции - естественной или принудительной.

Суть работы таких солнечных воздушных коллекторов заключается в термосифонном и парниковом эффектах. Для того, чтобы понять как работает солнечный коллектор такого типа в , достаточно вспомнить принцип работы обыкновенной теплицы. Всем известно, что солнечное тепло легко проходит через прозрачные стёкла.

Оставьте машину на солнце и Вы вернётесь в настоящую сауну, ведь выпускать наружу застоявшееся тепло мешает всё то же стекло. Теперь следующее: всем также известно, почему дым в трубе выходит вверх, почему тёплый пол эффективнее батарей? Правильно! Тёплый воздух всегда стремится вверх. Вот именно на этих двух эффектах и держится принцип работы солнечного воздушного коллектора.

• По сути солнечный коллектор не втягивает и не вытягивает воздух. Всё происходит в условиях естественных процессов. Специальный поглотитель может разве что помогать забору воздуха. Конечно, минус в том, что вентиляторы поглощают дополнительную энергию, в то время как устройства, работающие по принципу естественной конвекции не расходуют вообще никакой энергии. Также, как вариант, на поглощающую пластину могут быть напаяны специальные вентиляторы, увеличивающие турбулентность, для повышения КПД.

• Важный момент также в том, что воздух намного меньше способен передавать тепло, чем вода . Таким образом намного меньше тепла отдаётся на теплопоглотитель, чем это было бы с водой.

Преимущества воздушных солнечных коллекторов для отопления

В чём основное преимущество воздушных коллекторов? Самые очевидные достоинства — это надёжность и простота. Там действительно нечему ломаться. Если за коллектором осуществляется надлежащий уход, то при должном качестве оборудования, он может прослужить до 20 лет. Основной сложный элемент здесь попросту отсутствует, теплообменник не нужен, ведь воздух не замерзает.

Для того, чтобы воздушных коллектор обошёлся ещё дешевле, такую систему воздушного отопления, как правило, монтируют и интегрируют сразу в стены дома.

Чем отличаются вентиляционная и рекуперационная система солнечного воздушного отопления

Воздушные коллекторы отличаются друг от друга принципом забора тепла в помещение. Различают два способа: вентиляционная и рекуперационная.

• Вентиляционная: возвращение воздуха не предполагается и в помещения поступают только тёплый воздух извне. Такие системы имеют применение в больших цехах, ангарах или овощехранилищах.

• Рекуперационная или рециркуляция: воздух из помещения циркулирует снова и снова в нагревательной схеме, постоянно подогревая воздух. При использовании такой системы, в воздуховоды интегрируются специальные отопительные подогреаватели, которые возвращают в систему уже подогретый воздух. Конечно продумывать такую систему отопления необходимо ещё при проектировании будущего здания.

Напоследок хочется сказать об экономической целесообразности воздушного отопления, которое без сомнения выгоднее чем привычное водяное отопление с циркулирующим теплоносителем.

Использование созданных своими руками воздушных коллекторов дает возможность владельцам частных домов решить проблемы с отоплением и обогревом воды, которая может использоваться для технических нужд. Самодельное оборудование отличается эффективностью и простотой конструкции. Оно позволяет частично или полностью обеспечить строение теплом и сократить расходы на проживание в собственном доме.

Описание технологии

Солнечные воздушные коллекторы - это специальные приспособления, позволяющие преобразовывать световую энергию в тепло. Такие установки могут использоваться для отопления помещений и нагрева технической воды. Существующие на сегодняшний день разновидности оборудования отличаются своим принципом работы, конструкцией, показателями эффективности и предназначением. Можно подобрать такие установки для дачного строения или полноценного загородного дома. Преимущества коллекторов:

При правильном планировании устройства и его грамотном изготовлении солнечные воздушные коллекторы для отопления дома смогут функционировать круглый год, гарантируя сокращение расходов на обогрев помещения и решая проблемы с горячим водоснабжением. Производительность и эффективность функционирования оборудования будут во многом зависеть от его габаритов. Многие домовладельцы выполняют небольшие по своим размерам воздушные коллекторы, предназначенные для дополнительного обогрева частного дома.

Воздушный солнечный коллектор своими руками

Конструкционные особенности

Гелиосистемы, которые используются в качестве вспомогательного отопительного оборудования, отличаются простотой конструкции, надежностью и долговечностью. Простейшие воздушные коллекторы позволяют перерабатывать в тепло солнечное излучение, используя полученную энергию для подогрева воды и отопления частных строений.

В южных регионах, где зимой отмечаются плюсовые температуры, такие устройства можно использовать в качестве основного способа отопления дома, решая одновременно проблему с горячим водоснабжением. В средней полосе гелиосистемы отлично дополняют газовые, твердотопливные и электрические котлы, существенно сокращая расходы домовладельцев на проживание в частном доме в зимнее время года.

Эффективность работы воздушно-солнечных коллекторов будет напрямую зависеть от размеров устройства и климатических условий в регионе. Гелиосистемы имеют стандартную конструкцию, отличаясь лишь своими габаритами, а также наличием одного или нескольких контуров, которые отвечают за подогрев воды и отопление частного дома.

В замкнутом контуре воздушного солнечного коллектора располагаются специальные приборы, которые преобразуют в тепло световое излучение. По системе трубок движется теплоноситель, разогреваемый адсорберами, после чего вода самотёком или циркуляционными насосами прогоняется по замкнутому контуру с радиаторами отопления или накапливается в утепленном расширительном баке.

Важнейшей составляющей гелиоколлектора являются адсорберы, имеющие вид металлической пластины с чёрной наружной поверхностью. Также в качестве нагревающих элементов могут использоваться небольшие полости, непосредственно соединённые с трубками, по которым циркулирует теплоноситель.

Замкнутый контур с адсорберами устанавливается внутри ящика с прозрачной крышкой, изготовленной из полимерных материалов, силикатного или органического стекла. Используемый корпус должен одновременно отличаться прочностью, сохранять на протяжении многих лет свои показатели прозрачности, обеспечивая правильную работу гелиоколлектора. Предпочтительно для изготовления крышки использовать закалённое стекло, так как полимеры и органические материалы со временем выгорают под воздействием ультрафиолетовых лучей, теряют свою прозрачность, что отрицательно сказывается на показателях эффективности работы оборудования.

При использовании коллекторов исключительно в тёплое время года в качестве теплоносителя может применяться обычная вода. Если же предполагается функционирование устройства зимой, то необходимо заливать антифриз, который предупредит промерзание системы при отрицательных температурах.

Все используемые сегодня солнечные коллекторы для воздуха можно разделить на две основных категории: одно- и двухконтурные. Первые отличаются простотой конструкции и являются прекрасным решением для небольших строений, где требуется использовать такие установки исключительно для горячего водоснабжения или нагрева помещения. Двухконтурные гелиосистемы эффективны, способны работать зимой и летом, однако по причине сложности конструкции изготовить их самостоятельно не представляется возможным.

Солнечный коллектор и контроллер своими руками

Основным критерием, по которому выделяют различные типы гелиосистем, является температура нагретого теплоносителя. На сегодняшний день наибольшее распространение получили три следующих типа воздушных коллекторов:

Благодаря простоте конструкции выполнить своими руками низко- и среднетемпературные гелиоколлекторы сможет каждый дачник и владелец частного дома. Нужно лишь подобрать качественную схему изготовления оборудования и в последующем выполнять всю работу в полном соответствии с имеющейся технической документацией.

Сделав своими руками простейший воздушный солнечный коллектор, можно не только снизить расходы на отопление загородного строения, но и бесплатно получать горячую воду для технических нужд. Простую конструкцию реально изготовить самостоятельно любому домовладельцу, при этом не требуется приобретать и использовать какие-либо сложные и дорогостоящие детали.

Этапы работы

Подготовив необходимые материалы и выполнив все конструкционные элементы, приступают к сборке оборудования. Вся работа проводится в несколько этапов. Соблюдая их, можно существенно упростить изготовление солнечного коллектора. Сборка оборудования выполняется в следующей последовательности:

После завершения сборки коллектора проводят его пробный пуск, осматривая устройство на предмет выявления протечек. Контур с теплоносителем должен быть герметичным, что является одним из условий правильной работы оборудования.

Солнечный коллектор своими руками - обзор, обвязка.

Корпус самодельного гелиоколлектора может выполняться из досок, фанеры или OSB плит. Для повышения прочности и долговечности конструкций рекомендуется использовать каркас из стального и алюминиевого профиля с оцинковкой . Сваренный остов обшивается деревом, а для изготовления крышки используют полностью прозрачные прочные материалы. При условии применения надежных элементов солнечный гелиоколлектор сможет прослужить 20-30 лет, даже при условии постоянного пребывания на открытом воздухе.

Вес гелиоколлектора может составить 50 килограмм и более, соответственно, необходимо использовать прочную и долговечную опору, к которой будет крепиться корпус устройства. Устанавливать аппарат следует на южной стороне. Солнечная часть участка будет максимально долго освещаться солнцем, что позволяет повысить показатели коэффициента полезного действия гелиоколлекторов.

Теплоизоляция корпуса коллектора позволит существенно повысить эффективность работы устройства. Для утепления могут использоваться пенопласт, пенополистирол, минеральная вата и другие качественные изоляторы.

Предпочтительно выбирать фольгированные материалы, которые отличаются хорошей теплоизоляцией, способны отражать солнечные лучи, что позволяет им ещё больше нагревать адсорберы, повышая общую эффективность работы гелиоколлектора.

Сборка адсорберов

Адсорберы воздушного коллектора состоят из многочисленных трубок, по которым циркулирует теплоноситель. Теплоприемник следует изготавливать из меди или других материалов, отличающихся устойчивостью к коррозии. Для сокращения затрат на выполнение самодельного коллектора используемый адсорбер можно создать из полипропиленовых шлангов, теплообменника от старого холодильника и другого аналогичного оборудования.

Для хранения нагретой гелиоколлектором воды может использоваться пластиковый или металлический накопительный бак . В средне- и высокотемпературных системах необходимы также расширительные бачки, которые позволяют решить проблему увеличения давления теплоносителя при его нагреве.

В каждом конкретном случае размер накопительного бака будет различаться. В низкотемпературных системах, которые используются для нагрева воды, будет достаточно 40-литрового пластикового резервуара. Не помешает дополнительно утеплить накопительный бак, для чего используют минеральную вату и аналогичные материалы. Ёмкость подключается к системе при помощи фитингов и пластиковых труб. Качеству соединения и отсутствию протечек необходимо уделить должное внимание, так как от этого будет напрямую зависеть беспроблемность функционирования воздушного коллектора.

Воздушный солнечный коллектор для отопления представляет собой довольно простое устройство, которое способно аккумулировать солнечный свет, преобразуя его в тепло. В последующем нагретый теплоноситель можно использовать для отопления дома или получения горячего водоснабжения. Благодаря простоте конструкции изготовить гелиосистему своими руками не составит труда. Потребуется лишь качественная схема, в полном соответствии с которой и выполняются самодельные устройства.