Солнечный коллектор является устройством, которое используется для нагревания энергии от солнечных лучей и преобразований её в тепловой тип энергии для дальнейшей её переработки в теплоноситель. Классического типа коллектор является чёрной металлической пластиной, которая помещена в стеклянные либо пластмассовые корпусы, поверхность которых впитывает радиацию от солнечных лучей зимой.
Содержание
Виды солнечных коллекторов
Исходя из температуры, которую способна создавать пластина, солнечные коллекторы разделяют на:
- низкой температуры;
- средней температуры;
- высокой температуры.
Коллекторы низких температур не могут давать энергии больших мощностей. Они нагреваются до 450 градусов и более. Коллектор средней температуры прогревает воду примерно до 750 градусов, поэтому их можно применять для того, чтобы обогревать помещение. Коллектор высокой температуры применяют главным образом на промышленном предприятии, и в домашних условиях их сделать не представляется возможным.
Интегрированный коллектор принято делить на :
- накопительный интегрированный коллектор;
- плоский;
- жидкостный;
- воздушный.
Накопительный, вторым названием которого является термосифонный коллектор, способен нагревать воду, а также и какой-то промежуток времени поддерживать необходимую температуру. В подобном коллекторе не имеется насоса, поэтому он намного более экономичный, чем иные варианты. Коллектор-накопитель является конструкцией из пары емкостей, которые заполнены жидкостью и помещены в теплоизоляционные емкости. Сверху на бак кладут стеклянную крышку, проходящую сквозь стекло и нагреваемую водой. Подобный коллектор обойдется дешево, при этом он отличается лёгкостью в применении и прост в использовании. Но в зимний период его использование довольно сложно, как и вакуумный тип.
Плоский коллектор внешне похож на обыкновенный плоского типа ящик из металла, во внутренней области которого находится чёрная пластина, впитывающая солнечные лучи. Крышка из стекла может усилить свет от солнечных лучей. Стекло обладает низким содержанием железа, чтобы все солнечные лучи переходили на пластинку. Сама емкость термоизолирована, а чёрная пластина является тепловоспринимающей, с помощью чего и выделяет тепло. Но КПД пластины около 8 процентов, поэтому она также покрыта слоем аморфных полупроводников. Плоские коллекторы на солнечных лучах применяют для того, чтобы подогревать воду в бассейне, для отопления комнат и других бутовых потребностей. В жидкостных типах коллекторов главным теплоносителем оказывается вода. Подобные коллекторы разделают на остеклённые и неостеклённые, с замкнутыми и разомкнутыми системами теплообмена.
Воздушный коллектор намного дешевле собственных конкурентов. Они обычно не замерзают в зимний период, не текут. Их применяют для того, чтобы сушить сельскохозяйственные продукты. Отличают еще такую разновидность коллекторов, как концентратор, который отличается от коллекторов с помощью концентрации света от солнца. Это осуществляется с помощью зеркальных поверхностей, направляющих лучи солнца на поглотитель. Главным недостатком подобных устройств является невозможность осуществления работ в пасмурную погоду, поэтому их применяют в областях с теплым климатом. Солнечные печи с дистилляторами. Дистиллятор работает на способе испарения жидкости, таким образом, не только испаряет теплоэнергию, а также чистит жидкость. Солнечные печи, кроме того, применяют и для обогрева, и для стерилизации жидкости.
Солнечные коллекторы основаны из двух областей: светоулавливателей и теплообменных аккумуляторов, преобразующих энергию радиации в тепловую энергию и передающих её теплоносителям. Коллектор бывает вакуумный, трубный и плоский. В двух первых конструкциях они чем-то похожи на термос: имеется труба, которая вставлена в иную, а между ними есть вакуум, который создает хорошую теплоизоляцию. С помощью цилиндрических форм труб, лучи солнца оказываются на них перпендикулярным образом и могут передавать много энергии.
Схема солнечного колектора
В качестве теплоносителя в подобных конструкциях используется простая вода. С помощью такой воды можно отапливать комнату и использовать ее в бытовых нуждах. При этом не выделяется углекислый газ в воздух, что довольно актуально на сегодняшний день. Кроме того, не нужно каких-то затрат на покупку топлива, а эффективность солнечных коллекторов равна примерно 78 процентам. На большей территории нашей страны во время зимних и осенних периодов в среднем в течение суток солнце вырабатывает около 4,5 кВтч/м2, что дает возможность маленьким коллектором с габаритами примерно 2 на 2 метра нагревать каждый день до ста литров жидкости.
Для всесезонного использования солнечный коллектор своими руками необходимо сделать с обширной поверхностью, она должна иметь схему из двух контуров с антифризом и дополнительными теплообменниками. Так, с помощью грамотного использования солнечной энергии, как показано на видео, вы получите тепло в течение полугода.
Как сделать солнечный коллектор в домашних условиях?
Самым универсальным вариантом такой конструкции является создание болгарского инженера Станислава Станилова. Главный принцип работы этого коллектора — это применение парниковых эффектов. Коллектор является помещённым в теплоизолированные деревянные коробки трубчатым радиатором, который сварен стальными трубами. Для того чтобы подводить и отводить воду, используют водопроводные трубы, диаметр которых 1 либо ¾ дюйма.
Изготовление такой техники не составит труда. И если посмотреть процесс изготовления на видео, то можно спокойно его сделать и самому. Устройство несложное, поэтому оно применяется в разных целях. Коробка теплоизолирована с любых сторон посредством пенопласта либо экологичной ваты. В частности, тщательно изолируется основание, в которое на изоляцию кладут лист оцинкованного железного кровельного материала, куда ставят радиатор. Его закрепляют в коробке с помощью стальных хомутов.
Лист из металла с радиатором перекрашивают в чёрный цвет, а коробка со всех сторон, за исключением крышки из стекла, перекрашивается в белый цвет. Покровное стекло, сквозь которое пройдут к радиатору солнечные лучи, отлично герметизируется. В качестве накопителя тепла тут используется бочка из металла, помещенная в дощатую либо фанерную коробку, в полости которой кладется экологичная вата, сухие опилки, керамзит, а также песок.
Видео изготовления солнечного коллектора своими руками
Рассмотрим этапы изготовления солнечного коллектора своими руками:
- Из досок нужно сколотить короб, основание которого необходимо усилить с помощью брусьев.
- На основание необходимо уложить теплоизоляцию, к примеру такую, как пенопласт или минеральная вата, сверху кладут железный лист либо жесть.
- На него потом нужно положить радиатор и закрепить с помощью хомута из стальных полос.
- Все соединения нужно герметизировать, а стыки и щели замазывать.
- Трубы радиатора с металлическими листами красят черной краской.
- Короб с баком для жидкости нужно покрасить серебристой краской. Емкость для воды кладут в теплоизолированное помещение либо бочку (между баком со стенами короба нужно насыпать теплоизоляционные материалы).
- Для того чтобы создать постоянное небольшое давление, нужно купить специальную аквакамеру, у которой поплавковый клапан, вроде бачка унитаза. Его вы можете приобрести в сантехническом магазине.
- На чердаке постройки под каркасом необходимо разместить аквакамеру с накопителем воды, то есть емкость вроде бака. Аквакамеру необходимо поместить над баком примерно на расстоянии 0,8 метра.
- Коллектор необходимо разместить на крыше с южной стороны постройки под наклоном около 45 градусов к горизонту.
- Коллектор самодельный готовится так, а потом необходимо соединить всю систему друг с другом с помощью труб: они должны быть полудюймовыми, при этом их следует монтировать в высоконапорную часть систем. С помощью дюймовых труб нужно монтировать низконапорные элементы. Минимальное число труб должно быть не менее 12, однако, исходя из расстояния между элементами коллектора, пригодится примерно 16 труб.
Схема коллектора
- Чтобы не появились воздушные пробки, систему нужно заполнить с помощью воды. При заполнении всей системы жидкостью, из дренажной трубки аквакамера польётся вода.
- Нужно открыть вентиль в трубе для того, чтобы заполнить емкость.
- Жидкость постепенно нагреваться. Прогретая вода стекает вверх, при этом вытесняет холодную воду, и та автоматически оказывается в радиаторе.
- Как только используют воду, поплавковые клапаны в аквакамере начнут работать, и холодная жидкость вновь окажется в нижней области системы. Смешивания жидкости не происходит.
- Ночью лучше остановить доступ воды в емкость, чтобы не могли возникнуть теплопотери.
Автор: С. Диана
Загрузка...
