Можно ли собрать вакуумный коллектор своими руками?

Вакуумный солнечный коллектор – устройство технологически очень сложное. Его основу составляют вакуумные трубки из специального закаленного стекла с высокоселективным покрытием. Такое стекло не боится ударов (град, осадки) и обеспечивает наиболее полное поглощение энергии солнца. Внутри трубок проходят металлические (обычно – медные) стержни с теплоносителем (жидкость-антифриз).

Причем конструкция стержней также может варьироваться. Это могут быть стрежни, выполненные в виде буквы U с прямоточным каналом, перьевые стержни, усиленные абсорбционной гофропластиной или же стрежни с так называемым каналом «heatpipe» и дополнительным теплообменником. КПД готовой конструкции колеблется от 65 до 80% и зависит от конструктивных особенностей.

Вакуумный солнечный коллектор – устройство технологически очень сложное. Его основу составляют вакуумные трубки из специального закаленного стекла с высокоселективным покрытием. Такое стекло не боится ударов (град, осадки) и обеспечивает наиболее полное поглощение энергии солнца. Внутри трубок проходят металлические (обычно – медные) стержни с теплоносителем (жидкость-антифриз).

Причем конструкция стержней также может варьироваться. Это могут быть стрежни, выполненные в виде буквы U с прямоточным каналом, перьевые стержни, усиленные абсорбционной гофропластиной или же стрежни с так называемым каналом «heatpipe» и дополнительным теплообменником. КПД готовой конструкции колеблется от 65 до 80% и зависит от конструктивных особенностей.

Становится очевидным, что создание вакуум-коллектора своими руками – процесс достаточно сложный и трудоемкий, требующий не только специальных навыков, но и особых исходных материалов. Тем не менее, можно попытаться решить и эту задачу, ведь подобные установки все-таки гораздо производительнее плоских моделей и способны эффективно работать даже в зимний период. Кроме того, в них практически полностью отсутствуют теплопотери, поскольку вакуум является лучшим изолятором.

Однако с учетом технологической сложности процесса (вакуумирование, пайка теплообменников и пр.) изготовление такого коллектора своими руками сведется к сборке изделия нужных габаритов из заводских элементов. При этом потребуются определенные слесарные навыки, наличие которых позволит сохранить в целостности герметичность колб.

Исходные материалы

Прежде всего – потребуются готовые вакуумные трубки с медными стержнями и специальные стыковочные элементы. Их можно попробовать найти в фирмах, занимающихся производством солнечных коллекторов или заказать у непосредственных производителей. Лучше всего для самостоятельной сборки подойдут варианты с перьевыми стрежнями и тепловым каналом «heatpipe».

Такой стержень представляет собой металлический (медный) штырь, усиленный по всей длине абсорбирующей гофропластиной. Внутри стержня находится тепловой канал, заполненный легко закипающей жидкостью. Стеклянная колба защищает стержень от внешних воздействий. Лучи солнца нагревают трубку, жидкость поднимается вверх и в виде конденсата оседает в специальном блоке-концентраторе. При этом отдается накопленное тепло, и жидкость стекает вниз трубки. Накопленная тепловая энергия из концентратора передается далее по системе.

Главные преимущества такой конструкции для самостоятельного изготовления – хорошая ремонтопригодность и возможность сборки «в полевых условиях». Выход из строя одной трубки не отразится на работоспособности изделия. Кроме того, подобные коллекторы обладают достаточно высоким КПД.

Также понадобится блок-концентратор, который будет расположен в верхней части коллектора. Приобрести его можно там же, где и трубки. Размер концентратора будет зависеть от количества трубок, иными словами, от площади и производительности коллектора.

Раму для закрепления коллектора можно сделать полностью самостоятельно, но рациональнее приобрести уже готовые элементы.

Сборка

Сборка протекает в несколько этапов:

• Надевание на медный стержень теплопроводной пластины и силиконовой заглушки;
• Установка стержня внутри стеклянной вакуумированной колбы;
• Надевание на нижнюю часть колбы фиксирующей чашки;
• Надевание на колбу защитного пыльника;
• Помещение наконечника стержня в крайнюю латунную гильзу блока-концентратора и продвижение внутрь до упора.

Далее процесс повторяется для следующего стержня и следующей гильзы. Все дополнительные элементы (чашки, пыльники, заглушки) продаются в комплекте с вакуум-трубками. Надо помнить, что качественные трубки должны быть обработаны термоконтактной смазкой. Удалять ее нельзя.

После размещения трубки нужно защелкнуть фиксирующую чашку на раме коллектора. Все вакуум-трубки размещаются на кронштейне последовательно. На финальном этапе проводится окончательная подтяжка и проверка всех элементов.

Монтаж коллектора

При установке солнечного коллектора непосредственно на крыше нужно обязательно выполнить ряд условий:

• Ориентировать коллектор на юг (допустимо отклонение не более 25);
• Обеспечить полное отсутствие затенений;
• Обеспечить защиту установки от перегрева (он выведет из строя всю систему);
• Монтировать в ряд не более 3-х коллекторов. Если требуется установить большее количество, то в систему надо будет встроить компенсатор теплового линейного расширения.

Кроме того, коллектор должен быть надежно зафиксирован, так как он обладает довольно высокой парусностью. На бетонной крыше его можно закрепить анкерами, на шиферных или черепичных кровлях крепление проводится мощными шурупами, которые вкручиваются в брусья обрешетки.

При монтаже на наклонных крышах потребуются и дополнительные опоры для компенсации наклона. Причем все места крепления (опор, крепежных элементов и пр.) нужно будет герметизировать, чтобы не допустить протекания кровли.

Практические отзывы гласят, что собранные таким образом солнечные коллекторы вполне подходят не только для ГВС, но и для отопления (оптимально – в сочетании с системами теплых полов).