Изготовление воздушного солнечного коллектора своими руками. Как сделать воздушный солнечный коллектор для отопления дома (видео) — ЭкоТехника Воздушный коллектор

Солнечные воздушные коллекторы (Рис.1) приобретают все большее число сторонников. Это решение, которое открывает хорошие возможности за сравнительно небольшие деньги для улучшения атмосферы в помещениях. Они действительно заслуживают того, чтобы на них обратили более пристальное внимание.

Солнечный воздушный коллектор , применительно к частному домовладению, выполняет три функции. Первая – дополнительный обогрев помещения. Вторая — вентиляция и фильтрация воздуха в помещении. Третья – осушение помещения при периодическом отоплении его в холодное время.

В работе солнечных воздушных коллекторов практически нет ограничений – электричества и газа не нужно, воздух в качестве теплоносителя не закипает и не замерзает. Такого понятия как «стагнация гелиосистемы» как в жидкостных коллекторах, просто нет.

Быстрый прогрев воздуха в помещении до нужной температуры – тоже одна из особенностей солнечных воздушных коллекторов. Несмотря на то, что воздух имеет меньшую теплопроводность в 28 раз и меньшую удельную теплоемкость в 4 раза, чем вода, он как теплоноситель подвижен, хорошо регулируется (по температуре и количеству). Воздух обеспечивает быстрое изменение температуры и более равномерное распределение тепла внутри помещений. Он безопасен в пожарном отношении. Нагретый воздух можно распределять по существующим каналам вентиляционной системы.

Принцип действия.

Солнечный воздушный коллектор (СВК) – это тепловой абсорбер, в котором в качестве рабочего тела (теплоносителя) используется воздух, а в качестве источника тепла – солнечное излучение. Холодный воздух попадает в систему каналов, где он нагревается контактируя с поверхностью абсорбера, нагретой солнечным теплом, и затем поступает в обогреваемое помещение.

Солнечные воздушные коллектора делятся на три основные группы по системе циркуляции воздуха: внутренняя циркуляция/рециркуляция
(забор холодного воздуха происходит внутри отапливаемого помещения) (Рис.2б), внешняя циркуляция
(забор холодного воздуха осуществляется с улицы) (Рис.2а), комбинированная циркуляция
(забор холодного воздуха может осуществляться из обоих источников по очереди или одновременно) (Рис.2в).

По способу организации теплового потока в солнечном воздушном коллекторе эти устройства делятся на два типа: с естественной циркуляцией
(пассивный тип) и с принудительной циркуляцией
(активный тип). В первом типе, в организации движения воздуха действуют законы конвекции и гравитации, во втором типе, движение воздуха осуществляется при помощи вентилятора.

В современных солнечных воздушных коллекторах устанавливают миниатюрную фотоэлектрическую (солнечную) панель, от которой происходит питание вентилятора 12В/12Вт постоянного тока. Это снижает пожароопасность системы до нуля, по сравнению с питанием вентилятора от 220В домашней сети.

Устройство.

Солнечные воздушные коллекторы, продаваемые на рынке в России, представляют собой плоские коробчатые устройства (похожи на плоские водяные коллектора), состоящие из: алюминиевой рамы, фронтального прозрачного стекла, абсорбера (металлическая пластина окрашенная в черный или темно-синий цвет, иногда гофрированной и/или с перфорацией), коробчатых воздуховодов, утеплителя (плита из стеклянной или базальтовой ваты), пластиковой задней стенки, вентилятора, фотоэлектрической мини-панели, обратного воздушного клапана, выключателя и провода, вытяжного блока и крепежных элементов (Рис.3).

Назначение.

Первая функция солнечных воздушных коллекторов это обогрев помещения. Холодный воздух находящийся в нижней части помещения или снаружи попадает в коллектор, где нагревается и через верхний вытяжной блок возвращается в помещение (Рис.4).

Одновременно с выполнением обогрева помещения при использовании наружного воздуха воздушный солнечный коллектор выполняет вторую функцию – вентиляция помещения и приток свежего воздуха. На выходе из воздуховода коллектора в помещение устанавливается фильтр, тогда даже при рециркуляционном режиме, можно получить очистку воздуха в помещении.

Теперь рассмотрим третью функцию солнечного воздушного коллектора, за что его полюбили дачники и прочие владельцы строений, в которых проживание осуществляется не постоянно.

Солнечный воздушный коллектор не дает отсыревать помещениям, система отопления в которых работает периодически. Эту проблему не решить простым проветриванием помещений, так как влажность холодного воздуха выше, а его влагоабсорбционные свойства ниже. Достаточно взглянуть на Психометрическую диаграмму Молье и мы увидим, что когда воздушный коллектор забирает с улицы воздух с температурой -10°С и влажностью 70%, он нагревает воздух на 15°С-40°С, пусть до температуры +10°С, то влажность этого воздуха уменьшается до 15%, а влагоабсорбционные свойства подаваемого в помещение воздуха увеличиваются в 7-9 раз (Рис.5).

Соответственно СВК предохраняет дом от появления плесени, неприятного запаха, от промерзания и соответственно преждевременного разрушения отсыревших конструктивных элементов.

Очень актуальна эта функция воздушного солнечного коллектора так же для бань (Рис.6) и крытых бассейнов (Рис.7).

Необходимо упомянуть и об еще одной функции воздушных солнечных коллекторов, которая не сильно актуальна для частного домовладения в наших широтах, но всё же.

Помимо генерации тепла солнечный воздушный коллектор может выполнять барьерные и теплозащитные функции.

В этом случае коллектор занимает всю поверхность стены или крыши. Наружная поверхность коллектора и стена здания образуют так называемый фасад с двойной оболочкой. Таким путем можно «накрыть» стены, крыши и наклонные элементы зданий (Рис.8).

Наружная часть такого фасада выполняет с одной стороны барьерную функцию (защита внутренней части – т.е. собственно стены здания от намокания), с другой – это теплопоглощающая поверхность, хорошо пропускающая тепло на свою внутреннюю сторону. Ее обычно выполняют гофрированной с мелкой перфорацией.

Такой фасад с двойной оболочкой внутри разделен на вертикальные секции. Наружная поверхность фасада нагревается солнечным теплом и передает это тепло воздуху между наружной и внутренней стенками. Нагретый воздух активно поднимается вверх, где его отбирают внутрь помещений для подогрева здания. Очень часто, как и в обычных солнечных воздушных коллекторах, горячий воздух здесь используется в сочетании с системой вентиляции – непосредственно или косвенно. Восходящий поток горячего воздуха в полости фасада с двойной оболочкой одновременно подсушивает стену здания и улучшает его теплоизоляционные характеристики.

Эти свойства высоко оценили в странах с холодным и/или сырым климатом. Солнечный воздушный коллектор типа «солнечная стена» здесь не столько используется для отопления или подогрева воздуха в системе вентиляции, сколько выполняет энергосберегающие функции.

У нас в стране распространение получили индивидуальные солнечные воздушные коллектора не большой площади в применении к сезонным, периодически посещаемым и потому не постоянно отапливаемым объектам: дачи, бани, гаражи, мастерские, студии, склады.

В конце текста необходимо сказать немного о недостатках солнечного воздушного коллектора:

• воздушный солнечный коллектор работает только при наличии солнца, эффективность его в пасмурные дни будет около нулевой.
• при низкой температуре, даже в солнечный день, лучше переключать коллектор на режим внутренней циркуляции.
• при установке коллектора необходимо сверлить одно-два больших отверстия в несущей стене или в крыше (в зависимости от места установки).

Рис.9 Примеры различных вариантов крепления коллекторов на стене дома.

Однако, применяя воздушный солнечный коллектор, мы можем решить следующие проблемы (Рис.9):

• Вентиляция и фильтрация воздуха в помещениях.
• Поддержание сухой атмосферы в помещениях, в которых не постоянно работает отопление.
• Дополнительное отопление помещений.

Когда речь заходит о солнечных коллекторах, в первую очередь возникают ассоциации с привычными уже плоскими или вакуумными моделями. Энергия солнца в них передается за счет воды или антифриза, иными словами, — жидкого теплоносителя. Такие жидкостные коллекторы уже появились во многих домах и перестали вызывать какое-либо удивление. Но помимо жидкостных, есть еще один вид коллекторов, который распространен гораздо меньше, хотя в некоторых ситуациях он не менее эффективен. Это воздушный солнечный коллектор.

Особенности и применение

Его главное отличие от жидкостных вариантов заключается в теплоносителе, роль которого играет обычный атмосферный воздух. По сути, такой коллектор представляет собой плоскую ребристую панель (нередко – перфорированную) или систему труб из теплопроводящего металла (впрочем, иногда используется и пластик). В таком коллекторе воздух нагревается за счет непосредственного контакта с металлом, а ребристость необходима для увеличения теплоотдачи. Вся система должна быть надежно теплоизолирована. Размещают воздушный коллектор на южной стене дома, а циркуляция воздуха может быть как естественной, конвективной, так и принудительной (с помощью вентиляторов).

Работает он при гораздо меньших температурах, чем жидкостные модели. Так, в привычных гелиосистемах температура на коллекторах должна составлять более 45-50°С, для воздушных достаточно 25-30°С. Как следствие – уменьшаются теплопотери и повышается общая эффективность. Однако поскольку теплопроводность воздуха довольно невелика, используется подобный коллектор весьма ограниченно.

Его применяют главным образом в осушительных установках (в сельском хозяйстве), в системах воздушного отопления и в комплексах рекуперации воздуха в помещениях. То есть такие системы нельзя рассматривать как полноценную альтернативу жидкостным коллекторам, но они вполне могут уменьшить общие коммунальные расходы.

Плюсы и минусы

Как и любая система, воздушные солнечные коллекторы имеют свои достоинства и свои недостатки.

Достоинства воздушных коллекторов:

• Простота конструкции;
• Минимальная стоимость;
• Эффективность в системах воздушной сушки.

К недостаткам же их относятся довольно невысокий КПД, невозможность использования для подогрева воды и довольно значительные габариты самих коллекторов (из-за небольшой удельной теплоемкости и низкой плотности воздуха).

Для повышения эффективности таких систем их часто интегрируют в стены с/х зданий еще на этапе проектирования

Изготовление своими руками

Поскольку солнечный воздушный коллектор отличается очень простой конструкцией, сделать его своими руками не так уж сложно. Для этого используются самые общедоступные материалы и подручные средства (некоторые изготавливают такие коллекторы даже из алюминиевых банок). Однако надо помнить, что подобные системы очень габаритны из-за особенностей воздушного теплоносителя, поэтому для получения ощутимого эффекта потребуется собрать изделия значительных размеров (нередко – на всю длину стены).

Коллектор из водосточных труб

Такой солнечный обогреватель лучше делать на всю стену дома. В весенне-осенний период он поможет ощутимо сэкономить на энергоресурсах. С учетом габаритов устройства, подбираются и материалы.

Для каркаса:

• Доска порядка 30-40 мм толщиной;
• Влагостойкая фанера (для задней стенки) порядка 8-10 мм толщиной.

Для абсорбера:

• Водосточные трубы из алюминия (удобнее – прямоугольные);
• Тонкий лист алюминия;
• Крепежные хомуты.

Также понадобится минеральная вата для утепления задней стенки корпуса и пенополистрол для изоляции боковых поверхностей.

Собирается такой солнечный коллектор следующим образом. Прежде всего делается деревянный корпус заданных габаритов (в виде открытого ящика), глубина которого на пару сантиметров больше высоты стенок труб. Затем задняя стенка и боковые поверхности надежно изолируются, а на слой минваты укладывается тонкий лист алюминия, к которому монтажными хомутами крепятся трубы. Для лучшей фиксации и обеспечения воздушной циркуляции трубы нужно уложить так, чтобы с одной стороны корпуса они отстояли от торца примерно на 20 см. Края труб нужно зафиксировать не хомутами, а деревянной перегородкой, в которой будут сделаны соответствующие вырезы.

Так как вход и выход этого коллектора будут располагаться с одной стороны, то с противоположного конца в корпусе должно быть несколько деревянных перегородок для разграничения воздушных потоков. После сборки коллектор окрашивается черной краской, а в качестве лицевой панели можно использовать сотовый поликарбонат.

Стоит помнить, что готовое изделие очень тяжелое, поэтому для его установки потребуется несколько человек. Размещается он с южной стороны дома на устойчивых опорах. К вентиляционной системе дома коллектор подключается через утепленные воздуховоды, а для доставки воздуха в комнаты применяется канальный вентилятор.

Это более простой вариант воздушного коллектора. Его можно сделать своими руками гораздо быстрее. Точно также изготавливается деревянный короб нужных размеров, затем по периметру задней стенки прокладывается брус примерно 40х40 мм, на дно укладывается слой минеральной ваты. Единственное – в дне надо сделать выходное отверстие. Затем на брус укладывается лист профнастила с высоким профилем ребра и окрашивается черной краской (если сам лист другого цвета). Далее в профнастиле делается перфорация для протока воздуха.

Всю конструкцию также можно остеклить поликарбонатом для увеличения температуры нагрева абсорбера, но при этом необходимо предусмотреть входное отверстие для забора холодного воздуха. У выпускного отверстия надо разместить небольшой вентилятор.

Такой самодельный коллектор дает менее значительный прирост температуры (обычно в солнечный день нагрев составляет порядка 28°С относительно наружного воздуха). Однако он позволяет значительно улучшить микроклимат в помещениях, так как обеспечивает постоянный приток свежего подогретого воздуха.

Все любят погреться на солнышке летом. Но мало кто знает, что зимой солнце может согревать ничуть не хуже. Для этого нужно только правильно применять энергию солнца. И современные технологии позволяют это сделать.

Воздушный солнечный коллектор
— лучший помощник в этом вопросе. Он согревает проходящий через него воздух, при этом работая совершенно автономно. И что самое главное — ему не важны показания столбика термометра, он эффективен даже в холодную погоду, создавая в помещении комфортные условия.

Принцип действия солнечного коллектора

Светочувствительный элемент с фотоэлектрическими свойствами запускает вентилятор, который затягивает воздух с улицы. По пути воздух проходит через фильтр, благодаря чему согревается и очищается. В результате в помещение всегда сухо и тепло.

Воздушный коллектор позволяет:

поддерживать оптимальное значение влажности в помещении;

избавиться от грибка и плесени на стенах, полах и потолке;

поддерживать комфортную температуру помещения;

насыщать помещение свежим воздухом, а следовательно и кислородом.

Небольшая по площади панель позволяет поддерживать комфортный микроклимат в помещениях большого объема. Поэтому очень выгодно использовать воздушный солнечный коллектор для отопления дома. Это существенно экономит средства на оплате счетов за централизованное электроснабжение.

Плюсы вентиляции и отопления на солнечной энергии:

Такая система работает совершенно автономно. Вентилятор включается от выработанного под действием солнца электричества, циркуляция воздуха происходит без участия дополнительных приспособлений.

Солнечная энергия бесплатна, экологична и доступна абсолютно всем.

Уменьшаются расходы на отопление, а в некоторых случаях и это и вовсе позволяет отключиться от центрального отопления. После того, как система себя окупает (около 3-4 лет), она начинает работать бесплатно, не тратя никаких ресурсов, кроме солнечного излучения.

Купить воздушный солнечный коллектор может любой желающий, это не требует серьезных финансовых затрат.

Для поддержания комфортной атмосферы одноквартирного дома достаточно одной небольшой панели, установленной на южную стену постройки.

Этот способ использования энергии солнца активно применяется в Европе уже не одно десятилетие. Наиболее передовые в области солнечной энергетики страны (Германия, Франция) применяют воздушные коллекторы в промышленных масштабах: для поддержания требуемой влажности воздуха на складах с продукцией и в цехах, для вентиляции помещений; фермеры используют технологию для создания оптимального климата в хлевах и зернохранилищах.

Самыми популярными направлениями применения воздушных коллекторов в России являются:

вентиляция и отопление частных домов;

вентиляция бань и банных помещений;

поддержание необходимой влажности в зимних садах и оранжереях.

Сейчас на российском рынке большой выбор воздушных коллекторов от отечественных и зарубежных производителей. Широкий модельный ряд позволяет выбрать наиболее отвечающую индивидуальным требованиям каждого покупателя систему, которая будет эффективно работать именно в его условиях.

Если у вас дополнительные вопросы по солнечному отоплению и ГВС, пожалуйста обращайтесь к куратору направления «коллекторы, тепловые насосы» Владимиру: т. моб..soldatov9

В качестве теплоносителя в системе солнечного отопления используется воздух. Солнечные коллекторы нагревают его и направляют для отопления дома или нагрева теплоаккумулятора. Воздушный тип системы солнечного отопления – самый простой и дешевый способ реализации солнечного обогрева дома.

Основные черты системы воздушного отопления:

• Тип системы отопления – воздушная солнечная раздельная, т.е. технический воздух не смешивается с воздухом помещений
• Воздушный подогрев пола первого этажа
• Воздушные солнечные коллекторы, интегрированные в кровлю и южный фасад дома.
• Водяной сезонный теплоаккумулятор большой теплоемкости.
• Вспомогательный источник тепла – камин и инфракрасное пленочное отопление в санузлах.
• Запас мощности – 30 % для самых холодных зимних месяцев – декабря и января.

Основные компоненты системы солнечного отопления:

• Солнечные водушные коллекторы, интегрированные в кровлю и южный фасад
• Водяной теплоаккумулятор
• Система распределения воздуха

Особенностью системы солнечного воздушного отопления является то, что все ее элементы встроены в здание и являются его неотъемлемой частью. Это сводит к минимуму количество воздуховодов и теплопотери при хранении и перемещении тепловой энергии. Важным преимуществом системы отопления является то, что она раздельная, т.е. воздух в комнатах не смешивается с техническим воздухом, используемым в качестве теплоносителя и циркулирующим через солнечные коллекторы, теплоаккумулятор и подполье.

• Движущийся воздух не переносит и не накапливает пыль, бактерии и микроорганизмы, имеющиеся в каждом доме.
• Движение воздуха не причиняет дискомфорта находящимся в доме людям дополнительным шумом и ощущением сквозняка.
• Устройство раздельной системы отопления не предусматривает устройство множества воздушных каналов, особенно горизонтальных, в которых со временем возможно скопление пыли.
• Единственный воздушный горизонтальный канал, который находится под самым коньком крыши, имеет достаточный размер для обслуживания и проведения уборки.

Солнечные воздушные коллекторы

• в зимние месяцы интенсивность солнечной радиации на вертикальную поверхность выше, чем на поверхность кровли с наклоном 38о;
• в случае выпадения снега, когда солнечный коллектор на кровле полностью закрыт, вертикальные коллекторы остаются чистыми и нагревают воздух с первыми лучами утреннего солнца. Теплый воздух поднимается и поступает в наклонный солнечный коллектор на кровле, подогревает его, растапливает снег, и коллектор начинает работать. Любые другие плоские коллекторы или вакуумные трубки, установленные на наклонной кровле, лишены такого преимущества и начинают работу намного позже.

Наклонный солнечный коллектор для отопления представляет собой многослойную кровлю. Основным элементом, поглощающим солнечную тепловую энергию является перфорированный оцинкованный металлический лист цвета «антрацит», закрытый светопрозрачным материалом.

Сезонный теплоаккумулятор

• воздушным потоком
• через свои стены непосредственно в помещения

Система движения воздушных потоков спроектирована таким образом, что при зарядке теплоаккумулятора горячий воздух движется сверху вниз, а при разрядке – в обратном направлении. Это обеспечивает хорошую температурную стратификацию по всей высоте теплоаккумулятора: т.е. в верней части он всегда горячий, в нижней – прохладный. Именно в верхней части находится бак предварительного нагрева горячей воды, и из верхней части производится забор горячего воздуха для отопления. А нижняя прохладная часть обеспечивает максимальный отбор тепловой энергии у горячего воздуха, поступающего из солнечных коллекторов. Таким образом, повышается эффективность всей системы.

Система распределения тепла

Система солнечного отопления полностью автоматизирована и работает в четырех основных режимах:

• Нагрев дома в солнечный день
• Нагрев теплоаккумулятора
• Отопление дома от теплоаккумулятора
• Летний режим охлаждения

1. Нагрев дома в солнечный день.

2. Нагрев теплоаккумулятора.

Когда помещения уже достаточно прогреты, теплый воздух начинает нагревать теплоаккумулятор. Этот режим работает в основном осенью и во второй половине зимнего солнечного дня, когда в доме тепло и требуется накопление тепла на будущее. Горячий воздух, проходя через теплоаккумулятор, нагревает его. Опускаясь вниз, воздух постепенно отдает свою энергию и внизу максимально охлаждается. Из нижней части теплоаккумулятора воздух направляется опять к солнечным коллекторам. Цикл повторяется. При этом движение воздушных потоков организовано так, что избыточного нагрева бетонного пола первого этажа не происходит. Следует также отметить, что оба потока воздуха, для нагрева теплоаккумулятора и отопления первого этажа, могут протекать одновременно. Они могут также плавно менять свою скорость и перераспределять тепловой поток в зависимости от температуры помещений, теплоаккумулятора и горячего воздуха на выходе из солнечного коллектора. Если, скажем, температура поступающего воздуха 600С, то подача всего воздуха на отопление быстро приведет к перегреву жилых помещений. В тоже время неразумно терять драгоценное тепло, поэтому часть воздуха направляется в теплоаккумулятор. Контроль этого процесса полностью автоматизирован, и не требуется никакого вмешательства человека. На основании показаний температурных датчиков дифференциальный термостат плавно регулирует скорость вращения вентиляторов, направляющих теплые воздушные потоки в том или ином направлении.

3. Отопление дома от теплоаккумулятора.

Этот режим работает ночью и в пасмурные зимние дни. В ночном режиме или при затяжной облачной погоде, когда нет поступления солнечного тепла или оно незначительно, теплый воздух для отопления дома поступает из теплоаккумулятора для нагрева бетонного пола первого этажа. При этом поток воздуха в теплоаккумуляторе меняется на противоположный тому, который протекал при его зарядке теплом. Это также поддерживает хорошую температурную стратификацию по всей высоте теплоаккумулятора, сохраняя его верхнюю часть всегда горячей.

4. Режим охлаждения.

охлажденный свежий воздух из грунтового теплообменника подаётся в помещения через решетки в полу первого этажа, охлаждает первый этаж, и, нагреваясь, поднимается на второй этаж, вытесняя теплый воздух. Отток теплого воздуха происходит из верхней части каждой комнаты мансардного этажа через воздухозаборники, откуда он попадает в солнечные коллекторы. Нагреваясь в коллекторах, воздух движется вверх, создавая естественную тягу, и, в конце концов, выходит наружу через щель в верхней части кровли. Таким образом, система солнечного отопления превращается в систему солнечного охлаждения, при этом она работает полностью автоматически без электричества и каких-либо механических движущихся частей, только за счет солнечной энергии и законов физики. Как только восходит солнце и коллекторы начинают нагреваться, в них возникает тяга и воздух выходит из них, создавая в доме некоторое разряжение. При закрытых окнах и дверях, воздуху неоткуда поступать в дом, он втягивается через грунтовый теплообменник и распределяется по этажам.

холодный свежий воздух подается в верхнюю часть комнат второго этажа, а отток воздуха – из нижней части первого этажа, и далее – в солнечные коллекторы и наружу. Для подачи свежего воздуха в этой схеме уже потребуется вентилятор, т.к. мощности коллекторов для вентилирования всего дома недостаточно. Коллекторы работают только для вытяжки теплого воздуха, а для подачи холодного воздуха используется вентилятор системы отопления, работающий летом в реверсном режиме.

Следует отметить, что первый вариант проще по устройству и экономичнее в эксплуатации, но уступает второму в плане комфорта. В первом варианте при поступательном движении воздуха снизу вверх и его постепенном нагреве первый этаж всегда прохладнее второго. Во втором варианте холодный воздух при подаче сверху постепенно опускается и перемешиваться с теплым воздухом, расположенным ниже. Постепенно перемещаясь вниз, он равномерно охлаждает оба этажа, и в конце концов уходит из нижней части помещений первого этажа через специальные воздухозаборники.

Система солнечного нагрева воды

В верхней части теплоаккумулятора, где всегда максимальная температура, расположен металлический бак предварительного нагрева горячей воды. Бак устроен без изоляции для непосредственного нагрева воды горячим воздухом, поступающим из солнечных коллекторов.

Бак служит для предварительного нагрева воды до температуры 40-500С, что в большинстве случаев достаточно для бытовых нужд. В дополнение к этому после бака установлен резервный проточный электрический водонагреватель.

Солнечное водушное отопление, солнечный воздушный коллектор

воздушная система солнечного отопления, солнечные коллекторы для отопления дома, солнечный воздушный коллектор

Cолнечные коллекторы, в отличие от солнечных аккумуляторов, не накапливают энергию солнца, а сразу же пускают ее на утепление. Их делают не только на производствах, но и своими руками, из самых разных материалов, например, из пивных банок.

Воздушный солнечный коллектор, установленный на южном фасаде дома

Воздушный солнечный коллектор – одно из самых простых устройств. Его работа основана на принципах, знакомых всем нам с детства.

Парниковый эффект. Лучи солнца могут свободно проникать через прозрачные покрытия, будь то стекло, поликарбонат или что-то другое. Но тепло, которое они принесли, не может выбраться наружу из закрытого пространства. Именно поэтому строят теплицы. Теплый воздух легче. Всегда нагретый воздух поднимается, а холодный – опускается к полу. Именно по этой причине обогреватели размещают снизу.

Это два основных принципа, на которых организована работа воздушного солнечного коллектора для дома.

Что это такое?

Воздушный коллектор нагревает воздух для отопления, используя для этого энергию солнечных лучей. Обычно это простая конструкция с применением плоского абсорбера. Воздушные коллекторы используют для обогрева помещений или для сушки продуктов даже в Сибири.

Воздушный солнечный коллектор для дома состоит из поглощающей панели, трубок, через которые будет циркулировать воздух, и вентилятора, отвечающего за движение воздушных масс. Конечно, все это нужно прикрепить к помещению, которое нуждается в подогреве.

Можно также с помощью труб сделать систему для обогрева всего дома, если коллектор достаточно мощный.

Поглощающая панель состоит из абсорбера, прозрачного защитного покрытия (например, поликарбоната) и теплоизоляции. Все это помещено в короб, задняя и боковые стенки которого покрыты толстым слоем теплоизоляции. Это нужно, чтобы сохранить тепло для отопления.

Потом размещается полотно абсорбера. Обычно его изготавливают из меди или алюминия и покрывают селективным покрытием, которое помогает собрать больше энергии. Для поглощающего полотна главное – теплопроводность конструкции.

Сверху размещается прозрачное покрытие, которое должно защищать абсорбер от погодных условий и различных ударов. Конечно, лучшим вариантом будет стеклопакет. Есть много более дешевых вариантов, но стеклопакет обеспечит максимальный КПД, который сделает возможным обогрев даже в Сибири.

Хотя нельзя отрицать пользу поликарбоната. Многие выбирают покрытия именно из поликарбоната. Он стоит дешевле, но мало в чем уступает лучшим вариантам.

Воздух может двигаться через поглотитель благодаря естественной циркуляции (теплый вверх, холодный вниз).

Но иногда в таких случаях воздух движется слишком медленно и большинство накопленного тепла уходит в атмосферу вместо отопления дома, тогда можно добавить несколько труб.

Это не экономично, поэтому в таких случаях к системе присоединяют вентилятор, можно с помощью труб. Он гонит воздух гораздо быстрее и вся полученная энергия передается в систему для отопления. Но в этом случае нужны дополнительные затраты – вентиляторы потребляют электроэнергию. Обычно такие солнечные коллекторы просто встраивают в крыши или стены зданий, что повышает их КПД (коэффициент полезного действия).

Но не нужно забывать, что воздух проводит тепло гораздо хуже, чем жидкость. Поэтому эффективность у воздушного коллектора будет гораздо ниже, чем у плоского варианта для отопления. Воздух лучше всего направлять между поглощающей пластиной и теплоизоляцией, без труб. Прозрачное защитное покрытие, размещенное впереди, вызывает большие теплопотери. Правда, это не касается поликарбоната. Но если не нужно нагревать воздух для отопления больше, чем на 17 градусов (по сравнению с окружающей средой), то можно пускать циркуляцию с обеих сторон полотна. Но если окружающая среда слишком низкой температуры, например, в Сибири, результат будет хуже. Если воздушный коллектор хорошего качества, он может прослужить до 20 лет.

Виды воздушных коллекторов

Тип воздушного солнечного коллектора зависит от того, откуда берется воздух. Если в помещение он попадает снаружи, а по дороге его подогревают, то — это вентиляционная система. Если же воздух для нагревания берется внутри самого помещения и потом просто возвращается внутрь, то — это рециркуляционный вариант.

Вентиляционные системы для отопления сейчас применяют в овощехранилищах, цехах, курятниках и тому подобное. То есть везде, где нужен постоянный доступ свежего воздуха.

А рециркуляционная система известна нам с давних времен. Самый простой пример – камин или печь с воздуховодами для отопления. В современном варианте это нагревательный котел, встроенный в систему вентиляции. Но солнечный коллектор обойдется гораздо дешевле, чем вышеназванные варианты, в том числе и система водного отопления.

Зимний обогрев своими руками

Иногда необходимо организовать отопление курятника или любой другой хозяйственной постройки зимой. Но устанавливать печь для отопления – слишком дорого, затраты себя не окупят. Поэтому многие выбирают воздушный коллектор для обогрева курятника, это отличная схема. Сделать такое устройство можно и своими руками.

Воздушный солнечный коллектор для обогрева курятника, сделанный своими руками

Это более дорогая и эффективная конструкция, чем, например, коллектор из пивных банок, тут придется постараться.

Такое устройство легко сделать, практически отсутствуют расходы на его содержание и коллектор очень удобен в использовании. Главное – вмонтировать его в стену курятника, тогда эффективность будет гораздо выше, и сделать защитное покрытие из поликарбоната.

Конечно, солнечный коллектор не дает обогрева в хмурые дни. Но даже зимой очень часто выглядывает солнце, а в конце осени и в начале весны, когда постройку необходимо обогревать, так и вовсе много солнца. При необходимости такой коллектор может даже в минусовую температуру поддерживать в помещении приятный климат.

Схема устройства воздушного коллектора для дома простая. Снизу нужно сделать своими руками отверстие, через которое из помещения будет поступать воздух для нагрева. Внутри коллектора сделана сетка, которая нагревается и отдает тепло воздуху. Потом через верхнее отверстие поток снова возвращается в помещение.

Технология

Устанавливать полотно нужно всегда с южной стороны. Размер коллектора выбирают так, чтобы он хорошо отапливал помещение. То есть нужно принять во внимание размеры, схема разрешает различие. Само собой, что также это зависит от размера южной стены и количества денег.

Деревянный брус размером 150 на 50 мм для изготовления каркаса воздушного коллектора

Сначала делаем каркас устройства. Для этого понадобится брус 150 на 50 мм. В принципе, верхнюю часть можно изготовить из бруса 200 на 50 мм, тогда получится козырек. Посередине каркаса лучше сделать дополнительное перекрытие или даже несколько, в зависимости от размеров каркаса. Это увеличит прочность конструкции. Если в качестве защитного покрытия планируется использовать стеклопакет, то каркас должен быть упрочненным.

Каркас следует надежно прикрепить своими руками к стене дома и заизолировать все щели между ними монтажной пеной. Корпус воздушного солнечного коллектора должен быть герметичным.

Потом сверху и снизу на стене внутри каркаса нужно сделать отверстия для обмена воздуха. Если стены из досок или подобных материалов, это будет легко, но если стена кирпичная, это будет труднее. Но все же это необходимо сделать аккуратно.

В воздушном солнечном коллекторе роль абсорбера играет металлическая сетка. Это может быть сетка, наподобие москитной, только из метала, но гораздо лучшие результаты дает просечно-вытяжной или перфорированный лист.

Алюминий обладает высокой теплопроводностью, поэтому подходит лучше всего. Кроме того, чем больше площадь, способная принимать энергию, тем лучше конечный результат. К сожалению, из-за высокой цены мало кто может ее себе позволить, поэтому обычно обходятся металлической сеткой.

Поверхность обязательно нужно покрыть черной краской, это усилит селективные способности абсорбера.

На верхние отверстия, через которые в помещение будет попадать теплый воздух, необходимо установить клапаны, это легко сделать своими руками. Иначе в пасмурную погоду из коллектора будет попадать внутрь холодный воздух.

В качестве клапана подойдет кусок не слишком плотного полиэтилена. Его прикрепляют только за верхний край и теплый воздух сможет приподнимать его, а холодный не проберется.

На нижние отверстия нужно установить мелкую сетку, лучше всего капроновую. Она будет предохранять коллектор от попадания внутрь пыли, поэтому лучше поставить несколько слоев. Нельзя допустить, чтобы пыль попала внутрь коллектора, ведь она осядет на защитном стекле и ухудшит КПД устройства.

Капроновую сетку нужно будет время от времени менять своими руками, ведь она будет забиваться пылью и перестанет пропускать воздух. Можно также иногда протирать ее.

Потом нужно установить прозрачный защитный слой. Это может быть закалённое стекло, разные виды поликарбоната, прозрачный шифер, стеклопакет или что-то другое. Главное, не забыть, что короб солнечного коллектора должен быть герметичным, и надежно заделать все щели. Стеклопакет подойдет лучше всего, но он стоит гораздо дороже, зато есть разные виды более доступного поликарбоната.

По такой схеме можно сделать своими руками обогрев курятника или любого другого хозяйственного строения.

Отдельно нужно вспомнить систему SolarVenti. Это воздушный коллектор, который работает по принципу вентиляции. Его применяют в тех помещениях, где может образоваться затхлость или плесень. Например, подвалы, гаражи, дачи, строительные бытовки, катера, террасы, жилые дома и тому подобное.

Отличительная особенность системы SolarVenti – вентилятор не нуждается в дополнительной подпитке электроэнергией, а защита абсорбера происходит с помощью поликарбоната.

Как и в обычных коллекторах, в SolarVenti абсорбер собирает энергию из солнечных лучей, но потом в действие приходит встроенный фотоэлемент. Он преобразует ее в электроэнергию, которая включает вентилятор. То есть даже работа вентилятора происходит благодаря солнечной энергии.

Свежий воздух поступает через множество мелких дырочек на задней стенке без помощи труб. Это обеспечивает нужную циркуляцию. Также есть фильтр, который препятствует попаданию грязи внутрь SolarVenti. А еще такой коллектор использует тепло стен для повышения производительности обогрева дома. Обычно в качестве защитного слоя используют какой-то вид поликарбоната.

Оконный коллектор

Для тех, кто не желает делать массивные конструкции, есть воздушный коллектор, который можно крепить прямо на стеклопакет. Его может своими руками снять даже женщина, притом без особых усилий. Такой коллектор обеспечит обогрев дома через стеклопакет. Кстати, это более эффективная система, чем коллектор из пивных банок.

Его делают из алюминия – это уменьшает вес и увеличивает эффективность устройства. Каркас делается из двух алюминиевых рамок. Его можно будет прикрепить на стеклопакет своими руками так же, как крепится москитная сетка.

Задняя стенка – алюминиевый лист средней толщины, чтобы не мялся. Для циркуляции воздуха в задней стенке нужно пробить по два ряда дырочек сверху и снизу. В нижние будет входить холодный воздух, из верхних – выходить теплый. Лист алюминия нужно прикрепить своими руками с помощью алюминиевого скотча, зафиксировав по всем углам и посередине.

Для того чтобы укрепить заднюю стенку, посредине можно установить алюминиевый профиль с заклепками.

Абсорбер можно сделать из тонкой черной фольги, которую используют фотографы. Правда, ее тяжело найти и она недешево стоит. Поэтому многие выбирают более практичный вариант – очень тонкий лист алюминия, покрашенный черной краской.

Абсорбер должен иметь те же размеры, что и задняя стенка. Когда его прикрепили к корпусу алюминиевым скотчем, можно сверху устанавливать вторую рамку. Сверху всю конструкцию нужно опять же зафиксировать алюминиевым скотчем.

Сверху на вторую рамку необходимо наклеить двухсторонний скотч по всему периметру. Тут будет крепиться прозрачный защитный слой. Лучше всего подойдет термоусадочная пленка. Не забываем, она должна быть натянутой. Корпус коллектора должен быть герметичным, как стеклопакет. К сожалению, тут невозможно использование поликарбоната.

После этого воздушный коллектор можно крепить на стеклопакет. Окно должно обязательно выходить на южную сторону. Конечно, можно еще прикрепить липучки и приклеить коллектор прямо на стеклопакет. Это уже дело выбора, но в таком случае нужно будет обеспечить поступление теплого воздуха внутрь с помощью труб.

Воздушный солнечный коллектор из пивных банок

Еще можно сделать воздушный коллектор из пивных банок. Коллектор из банок будет менее эффективным, на несколько Дж. В этой схеме из банок делается теплогенератор.

Основной плюс воздушного солнечного коллектора из банок – доступность материалов, в частности, тех же самых банок.

Воздушный коллектор можно Как купить у производителя, так и сделать своими руками. Как видно, что такие коллекторы доступны всем, ведь каждый может сделать воздушный коллектор из банок.