Ние изграждаме слънчев колектор със собствените си ръце (23 снимки)

Слънцето е най-мощният източник на енергия на Земята. Всяка секунда тя ни изпраща повече от 80 хиляди милиарда киловата. Това е няколко хиляди пъти повече, отколкото произвеждат всички световни електроцентрали. Хората винаги са се опитвали да намерят начин да прилагат слънчевата енергия за своите нужди. Още в ранното средновековие те знаеха как да правят огън с помощта на лещи, а в наши дни контейнер, монтиран на покрив, боядисан с черна топла вода и служи като летен душ в селата и лятните къщи. Между другото, това е най-простият слънчев колектор - просто и оригинално устройство, което позволява използването на слънчева енергия за отопление на вода или отопление. Ако дизайнът е леко подобрен, ще има достатъчно топла вода за всички нужди на домакинството и за отопление на къщата. За да направите това, трябва да разберете принципа на слънчевия колектор.

Как работи слънчевият колектор?

Принципът на работа на тези устройства се основава на превръщането на лъчева слънчева енергия в топлинна:

1. слънчевите лъчи нагряват топлоносителя, циркулиращ в колектора през тънки тръби;
2. нагрята охлаждаща течност (вода или антифриз) влиза в резервоара за съхранение;
3. в резервоара той загрява водата, предназначена за домакински нужди;
4. охладената охлаждаща течност се връща в колектора.

Принципът на работа на слънчевия колектор може да се сравни с автомобилна охладителна система - излишната топлина се отделя чрез радиатор от работещ двигател и се изразходва за отопление на купето. Но, ако за автомобила е важно, на първо място, да отделя топлина от двигателя, тогава при инсталиране на слънчев колектор е необходимо ефективно да го спести.

Предимства и недостатъци на използването на слънчеви колектори

Световните учени са съгласни, че делът на енергията, получена от слънцето, само ще се увеличи и се цитират следните факти:

• слънцето е неизчерпаем и безплатен източник на енергия;
• използването на слънчева енергия не води до замърсяване на околната среда и не допринася за увеличаване на парниковия ефект;
• слънчевата енергия може да се използва навсякъде, не се нуждае от транспорт;
• съвременните научни разработки позволяват ефективно да акумулират получената енергия;
• слънчевите колектори се нуждаят от минимална поддръжка;
• колекторното устройство е сравнително просто и евтино.

В същото време учените отбелязват трудностите при използването на слънчевата енергия:

• ефективността на колектора директно зависи от нивото на инсолация;
• инсталирането на оборудване ще изисква определени първоначални разходи;
• през зимата загубите на топлина значително се увеличават.

Друг съществен недостатък е възможността да получавате енергия само през дневните часове.

Видове слънчеви колектори

По-горе описахме накратко принципа на работа на колектора с две вериги: охлаждащата течност тече по една верига, а водата тече по втората. Това устройство може да бъде с едно верига. В него като топлоносител се използва само вода, която впоследствие се консумира. Колекторът с едно съединение е неподходящ за използване през зимата, тъй като водата ще замръзне и разкъса тръбите.

В допълнение към разделянето на колекторите на единични и двойни вериги, има и други общоприети класификации. И така, слънчевите колектори са разделени според принципа на работа върху:

• плосък;
• вакуум;
• въздух;
• концентратори.

Помислете по-подробно тяхната структура и принцип на действие.

Плосък слънчев колектор

Това просто устройство наподобява сандвич със следните слоеве:

• алуминиева рамка със закопчалки;
• топлоизолация;
• абсорбираща повърхност-абсорбираща;
• медни тръби;
• защитно стъкло.

Абсорбиращата плоча е боядисана в черно и осигурява максимално поглъщане на слънчевата радиация, а специално закалено стъкло, покриващо цялата структура, минимизира загубата на енергия, създавайки парников ефект и загрява абсорбиращия слой.

Плоските слънчеви колектори са прости в дизайна, надеждни, но имат ниска ефективност.

Вакуум слънчев колектор

Слънчевите колектори на базата на вакуумни тръби имат различен принцип на работа.

За разлика от плоските колектори, топлината във вакуумните колектори се акумулира от херметически затворени тръби и колектор за топлина. Стъклената повърхност на тръбите със специално покритие ефективно абсорбира слънчевата енергия, която загрява охлаждащата течност вътре в тръбите. Вакуумът предотвратява загубата на топлина, като работи като изолатор. Чрез топлинния колектор циркулиращата течност влиза в резервоара за съхранение, за да загрява водата и след това се връща обратно в системата на вакуумната тръба.

Вакуумните елементи позволяват да се осигури по-висока ефективност в колекторите от този тип в сравнение с плоските колела.

Въздушен слънчев колектор

Колекторите от този тип нямат висока ефективност, тъй като въздухът има по-ниска топлинна способност. Но те могат да се използват през цялата година, тъй като въздухът не е в състояние да замръзне през зимата.

Дизайнът на въздушния колектор е по-опростен и много надежден. Въздушните колектори могат да се използват за отопление на жилищни сгради, както и на промишлени помещения, зеленчукови складове, складове, гаражи и мазета.

Устройството и принципът на работа на въздушния колектор се различават малко от плоските аналози: система от медни тръби с циркулираща през тях охлаждаща течност замества панела за приемане на топлина с перки.

Панелното устройство е подобно на клетъчния поликарбонат. Между краищата на панела въздухът преминава и в процеса нагрява. Отопляемият въздух се подава в помещението, отделя топлината си и се връща обратно в колектора. Панелите са изработени от материали с висока топлопроводимост - мед, алуминий, стомана.

В руска климатична зона с мразовити зими, въздушният колектор няма да затопли напълно къщата, но като допълнителен източник на безплатна топлина, той може значително да спести разходи за отопление.

Как да направите слънчев колектор със собствените си ръце?

Капацитетът на слънчевия колектор директно зависи от неговата площ, но с увеличаване на площта разходите за придобиване също ще се увеличат. В някои случаи е много по-изгодно сами да направим слънчев колектор от импровизирани материали. Ефективността му ще бъде сравнително малка, но разходите за материали няма да повлияят на семейния бюджет. Всяка домашна конструкция ще се изплати много бързо, ако е възможно да се предотврати загубата на топлина. Най-лесният начин да направите въздушен или плосък слънчев колектор у дома.

На първо място, трябва да определите местоположението за инсталирането му:

• Панелите трябва да бъдат ориентирани строго на юг под определен ъгъл, осигурявайки максимална инсолация. Ефективността на устройството ще бъде по-висока, ако ъгълът на наклон на панела може да бъде променен, като се фокусира върху височината на положението на слънцето в даден период. Така че, през зимата ъгълът на наклон трябва да бъде максимален, а през лятото панелите трябва да са под по-нисък ъгъл.
• Колекторните панели трябва да се монтират възможно най-близо до помещението, което ще се отоплява, за да се намалят топлинните загуби. Ефективно инсталиране на колектора върху южния склон на покрива на къщата или върху фронтона.Това минимизира загубите на топлина, но трябва да се направят допълнителни дупки в покрива.
• Сянката от огради, дървета или други сгради не трябва да пада върху мястото, избрано за монтажа на колектора.

Имайте предвид, че през зимата сенките са много по-дълги поради ниското положение на слънцето над хоризонта.

След като изберете оптималното място, трябва да вземете решение за материалите, които ще служат като радиатори. За домашно приготвен въздушен колектор са подходящи алуминиеви кутии за напитки. Удобството е очевидно - алуминият има висока топлопроводимост и се реже лесно, банките имат стандартни размери и се съединяват.

След като се събере необходимия брой кутии, те трябва да бъдат старателно измити, изсушени, изрязани дупки във врата и дъното, залепени с лепило-уплътнител и боядисани в черно.

Броят на кутиите по дължина и ширина трябва да съответства на размера на панела. След полагане на батерията от кутии в панела е необходимо да се организират каналите за подаване и изпускане на въздух. За да направите това, можете да използвате готовите тръби, които се продават за монтаж на вентилация. По време на монтажа на системата е необходимо да се осигури изолация на задната страна на панела и горното стъкло. Може да бъде заменен с парче поликарбонат.

Готовият колектор може да бъде свързан към вентилационната система на помещението или да остави автономна. За по-голяма ефективност към него е свързан вентилатор. Температурната разлика на входа и изхода в такъв колектор може да достигне 35 градуса.

Освен въздух може да се организира и отопление на водата. Чугунени или алуминиеви батерии, PND тръба или маркуч могат да служат като радиатори. Ако колекторът планира
използвайте целогодишно, системата трябва да е с двойна верига и да попълва антифриз или друга охлаждаща течност като охлаждаща течност.

Устройството във вашия дом или в къщичката на слънчевия колектор може значително да намали разходите за отопление и напълно да задоволи нуждите от топла вода.