Заводские водяные солнечные коллекторы, безусловно, эффективны для нагрева воды и позволяют экономить электроэнергию в солнечные дни, однако их стоимость довольно высока. Кроме того, для климата средней полосы России их работа в зимний период изучена недостаточно, и отзывов практически нет. В то же время воздушные солнечные коллекторы представляют собой более доступную альтернативу — они проще в изготовлении, и примеров самодельных конструкций существует гораздо больше. В этой статье мы рассмотрим пример создания такого коллектора, оснащенного простой, но эффективной системой автоматики.
Принцип работы воздушного коллектора
Для тех, кто не знаком с устройством: воздушный солнечный коллектор работает по простому принципу. Солнечный свет проходит через прозрачную поверхность и попадает в герметичный корпус, где нагревает специальные поглотители — в нашем случае это алюминиевые трубки. Воздух внутри этих трубок нагревается и, благодаря естественной конвекции или принудительной циркуляции с помощью вентилятора, поступает в помещение, отдавая тепло.
Изготовление теплообменника из алюминиевых банок
Основной элемент коллектора — теплообменник — можно изготовить из обычных алюминиевых банок объемом 0,5 литра. Их можно приобрести у приемщиков вторсырья или накопить самостоятельно. Первым делом банки необходимо тщательно промыть, чтобы избавиться от остатков продуктов и запахов. Затем с помощью ножниц по металлу или коронки диаметром 51 мм нужно удалить дно и крышку с обеих сторон каждой банки, превратив их в полые трубки.
Подготовленные трубки необходимо склеить между собой, чтобы сформировать длинные воздуховоды. Для этого рекомендуется использовать термостойкий силиконовый герметик, который выдерживает высокие температуры, в отличие от акрилового. Процесс склейки удобно проводить на ровной доске, фиксируя банки в желобе или с помощью скотча для обеспечения соосности.
Сборка корпуса и теплоизоляция
Корпус коллектора лучше всего изготовить из ламинированной фанеры, так как она устойчива к влаге и не деформируется. Не рекомендуется использовать ОСБ, поскольку при нагреве из нее могут выделяться вредные формальдегиды, а обычная доска со временем рассохнется. В корпусе необходимо предусмотреть верхнюю и нижнюю камеры (коллекторы), которые будут распределять воздух по всем трубкам. Внутренние поверхности корпуса и сами трубки следует окрасить в черный цвет для максимального поглощения солнечной энергии, а также утеплить фольгированным утеплителем на основе базальтовой ваты, чтобы минимизировать теплопотери.
Финальная сборка и монтаж
Завершающий этап — установка воздуховодов (приобрести их можно, например, в магазине «Леруа Мерлен»), компьютерного кулера для принудительной циркуляции воздуха и прозрачной крышки из поликарбоната или оргстекла, которая будет пропускать солнечный свет и защищать внутренности коллектора от осадков.
Коллектор лучше всего размещать на фасаде здания, а не на крыше, так как зимой на кровле может скапливаться снег, который будет затенять устройство и снижать его эффективность.
Эффективность и применение
В ясный солнечный день такой самодельный коллектор способен генерировать 1-2 кВт тепловой энергии в сутки, нагревая воздух до 70-80°C. Зимой его производительность, конечно, снижается, но в межсезонье он может стать отличным источником тепла для веранды, террасы или закрытой беседки. В регионах с теплыми зимами его можно использовать даже для дополнительного обогрева жилых комнат в дневное время.
Простая и умная автоматика
Однако возникает вопрос: как сделать работу коллектора управляемой? Летом или в жаркий полдень подогрев может быть не нужен. Включение и выключение вентилятора вручную неудобно. Решение — простая автоматика на основе солнечных батарей и термореле.
Для питания компьютерного вентилятора потребуются две небольшие солнечные панели, подключенные параллельно для увеличения тока. Их можно приобрести на AliExpress. Логика проста: когда светит солнце, панели вырабатывают электричество, и вентилятор работает, обеспечивая циркуляцию нагретого воздуха.
Чтобы система включалась только тогда, когда в помещении действительно прохладно, понадобится термореле (контроллер температуры). Оно будет отслеживать температуру в помещении и подавать питание на вентилятор только если она ниже заданного значения. Для питания самого контроллера потребуются еще две солнечные панели. Таким образом, общая система автоматики (4 панели и термореле) обойдется примерно в 1334 рубля.
Эту идею с автоматикой подсказал один из читателей. Вот как выглядит его реализация подобного коллектора для обогрева веранды:
***
Фотография взята из открытых источников, с сервиса Яндекс.Картинки
Подписывайтесь в раздел, добавляйте его в закладки браузера (Ctrl+D). Впереди много интересной информации.
