Как сделать солнечный коллектор из пивных банок

Современные солнечные отопительные приборы, даже созданные собственными руками, имеют большой коэффициент полезного действия и способны подогревать воду до температуры кипения не зависимо от температуры воздуха снаружи. А данное свойство, можно применять для организации подогрева водных резервуаров, присутствующих на улице. Солнечный коллектор из пивных банок собственными руками — эффективное бюджетное решение для нагрева воды дома или на даче.

Главное – идея и чёткий план

Солнечные панели из банок — это идеальный вариант для владельцев собственного дома. Установив на стене или крыше такую нехитрую конструкцию, вы сможете полностью обеспечить теплом одну из комнат. Такой коллектор поможет вам частично разгрузить котёл. Основную работу всей системы обеспечивает принцип конвекции. Воздух в баночных панелях за день нагревается на солнце и, перемещаясь, эффективно обогревает близлежащее помещение. И главное – никто из ваших знакомых не догадается, из чего на самом деле создана эта «высокотехнологичная» солнечная батарея.

Концепция проекта

Суть солнечного коллектора заключается в том, что холодная вода из резервуара поступает самотеком в коллектор. Нагретая вода поднимается по каналам вверх и поступает обратно в резервуар. Таким образом, создается естественная циркуляция в замкнутой системе. Коллектор изготавливается из листа поликарбоната или другого пластика с полыми квадратами внутри, идущими вдоль. Чтобы увеличить поглощение солнечного света и повысить производительность коллектора (скорость нагревания воды), пластик можно выкрасить в черный цвет. Но здесь важно помнить, что лист изготовлен из довольно тонкого поликарбоната, поэтому при сильном нагреве при отсутствии циркуляции, он может размягчиться или деформироваться, что повлечет за собой протечки воды. Также стоит отметить, что данное приспособление не подходит для установки в жилых помещениях с целью горячего водоснабжения. Этот экспериментальный проект скорее подходит для оборудования летнего душа на дачном участке.

Подготовка

Основные материалы, которые понадобятся для работы: доски (или фанера, толщиной 1 — 1,5 см), органическое стекло (также подойдёт и бесцветный монолитный поликарбонат), герметик, любая теплоизоляция, уголок и обрезки металла.

Подготовка банки

Отверстия в банке

Держатель банок

Перед склеиванием банок в длинные трубки желательно загодя сделать форму-держатель. Он позволит зафиксировать вереницу банок в уровень, пока герметик не окрепнет основательно. Для этого достаточно соединить две доски, длиной по 2, 2 метра, под прямым углом.

Тестирование и испытание солнечного водонагревателя

Тестирование коллектора

Когда система наполнена, под действием солнечного тепла вода, находящаяся в тонких каналах пластиковой панели нагревается и постепенно движется вверх, образуя естественную циркуляцию. Холодная вода поступает из емкости по нижнему шлангу, а нагретая в коллекторе поступает в этот же резервуар по верхнему шлангу. Постепенно вода в емкости нагревается.

Также из помещения выполняется забор охлаждённого воздуха назад в коллектор.

Если вас заинтересовала эта самоделка, предлагаю взглянуть пошаговое изготовление солнечного коллектора.

Короб

Таким образом, дугообразно закреплённое оргстекло или поликарбонат, попутно будет выполнять ещё и роль фокусировочной линзы, усиливая световой поток, а значит, повышая температуру, генерируемую коллектором. Чтобы обеспечить максимальное прилегания стекла, сделайте в боковых стенках короба небольшой скос. Тогда щели, а значит и потери тепла, будут минимальными.

Короб коллектора

Фанера для держателя

Для большего теплообмена можно продублировать эту планку тонким листовым алюминием. Таким образом оформляются верхняя и нижняя планки. Не забудьте предусмотреть сквозные отверстия в коробе, сквозь которые будет осуществляться воздухообмен между комнатой в доме и гелиоприёмником.

Алюминиевая прослойка

Перед укладкой банок, проложите дно утеплителем с фольговым покрытием. Аккуратно установите трубки из банок, места стыка с деревянной планкой обработайте герметиком и вновь дайте основательно просохнуть.

Батарея из банок

Для обеспечения прочности конструкции установите посередине крепёжную подпорку. Привинтите к ней два шурупа с плоской шляпкой — на них по центру будут опираться листы оргстекла или поликарбоната. Их высота должна соответствовать высоте скруглённых боковых планок короба.

Для подвешивания на стену прикрутите к оборотной части панели крепёжные крюки. Их также можно изготовить своими руками из обрезка листового железа.

Устройство конструкции

Для обеспечения интенсивной циркуляции внутри панели нужно установить на входе вентилятор. Так воздух будет быстрее проходить по системе и, нагреваясь, подниматься вверх — по направлению в комнату. Чтобы как следует ускорить нагнетание воздуха необходимо использовать мощный вентилятор, производительностью не менее 200 м3/ч.

При создании конструкций гораздо меньшего размера вполне можно обойтись кулером от сломанного компьютера. Правда и теплоотдача такой мини-установки будет небольшой.

Как сделать селективное покрытие

Высокоэффективный коллектор имеет высокую степень поглощения солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, после чего нагревают ее. Чем меньше излучения отталкивается от абсорбера солнечного коллектора, тем больше тепла остается в гелиосистеме.

Чтобы обеспечить достаточную аккумуляцию тепла требуется создать селективное покрытие. Вариантов производства несколько:

• Самодельное селективное покрытие коллектора — используют любые черные краски, которые после высыхания оставляют матовую поверхность. Есть решения, когда в качестве абсорбера коллектора применяют непрозрачную темную клеенку. На трубы теплообменника, поверхность банок и бутылок наносят черную эмаль, с матовым эффектом.
• Специальные абсорбирующие покрытия — можно пойти другим путем, приобретя для коллектора специальную селективную краску. В состав селективных ЛКМ входят полимерные пластификаторы и присадки, обеспечивающие хорошую адгезию, теплостойкость и высокую степень поглощения солнечных лучей.

Гелиосистемы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут обойтись окрашиванием абсорбера в черный цвет при помощи обычной краски. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. Экономить на краске нельзя.

Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше

Изготовить в домашних условиях солнечный коллектор, способный по техническим характеристикам и показателям сравниться с заводской продукцией нереально. С другой стороны, если требуется просто обеспечить достаточным количество воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно для работы простейшего самодельного водонагревателя.

Что касается жидкостных коллекторов, работающих зимой — то даже не все заводские гелиосистемы могут работать при низких температурах. Всесезонные системы, это чаще всего устройства с вакуумными тепловыми трубками, с повышенным КПД, способные работать до температуры –50°С.

Заводские гелиоколлекторы часто укомплектовываются поворотным механизмом, автоматически подстраивающим угол наклона и направленность панели по сторонам света, в зависимости от расположения Солнца.

Эффективный солнечный водонагреватель тот, что полностью соответствует поставленным перед ним задачам. Для подогрева воды на 2-3 человек летом, можно обойтись обычным гелиоколлектором, изготовленным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую гелиосистему.

А как она в работе

По замерам людей, испытавших такие панели в работе — в солнечные дни зимой, температура внутри коллектора достигает 60 — 70 ˚С (даже при небольшом минусе на улице). Учитывая незначительные теплопотери и падение температуры при распределении нагретого воздуха внутри помещения, такая панель вполне может обеспечить комфортные 20˚С в комнате. Понятно, что обогрев ограничивается пределами комнаты, рядом с которой она установлена.

Автономное отопление

Такую панель можно использовать для автономного отопления любых хозпостроек на участке, удалённых от основного здания и коммуникаций. Просто установите её под небольшим углом рядом с постройкой, подведите соединительный рукав и обогревайтесь совершенно бесплатно

Единственным недостатком данной установки является зависимость от степени инсоляции в регионе. Зимой она закономерно ниже, поэтому эта система может использоваться для обогрева только в дневное время. А вечером всё равно придётся запускать котёл. Но в качестве дополнительного источника тепла – она достаточно действенна.

Изготовление рамки и сборка панели

В принципе, коллектор уже можно использовать, уложив его на крышу или другую ровную неподвижную поверхность. Но я решил сделать для пластиковой панели своеобразный корпус, чтобы снизить вероятность повреждения при подъеме/спускании с крыши сарая, в котором решил обустроить летний душ, так как на зиму думаю его снимать. Поэтапная сборка корпуса описана ниже:

• Лист фанеры обрезается по размеру собранного коллектора с напуском по 10 см с каждой стороны (предварительно я покрасил в черный цвет пластиковый лист краской из баллончика).
• Для вывода штуцеров для подключения шлангов просверлил отверстия.
• На фанеру уложил пенополистирол толщиной 50 мм.
• Уложил пластиковый коллектор сверху на пенополистирол.
• Со всех сторон панели к фанере прикрутил деревянный брусок, который выполняет функцию своеобразного ограждения.
• Сверху всю конструкцию накрыл плотной полиэтиленовой пленкой, которую зафиксировал скотчем и скобами при помощи строительного степлера.

Таким образом, я получил тепловой коллектор в надежном «корпусе», благодаря которому пластиковая панель защищена от механического воздействия. Обратите внимание! Я использовал обычный прозрачный полиэтилен, но на фото выглядит, как будто он белого цвета – это блики.

Рабочий принцип

Гелиоколлектор это по существу трубчатый отопительный прибор, который фиксируется в древесной либо железной раме. С одной стороны рама закрывается абсорбером (материалом, накопляющим солнечную энергию), а со второй — утеплителем, чтобы накопленное тепло не уходило наружу. Проходя через абсорбер, солнце трансформируется в тепло и нагревает стены трубок, в которых находится вода. Коллектор считается главной частью гелиосистемы. Наиболее простой водонагревающий контур состоит из трех компонентов: солнечного отопительного прибора, бака расширительного и аккумулирующей ёмкости. Установка не прекращает работу по термосифонному принципу, когда нагретая жидкость подымается вверх и вытесняет холодную. В подобной системе движение воды по замкнутому контуру происходит по настоящему, что дает возможность обходиться без насоса.

Используемые источники:

1posvetu.ru, omshantidom.ru