Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплениюhttps://media.dom-i-remont.info/2020/07/solnechnaya-panel-768x486.jpgТатьяна

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

15.07.2020
22 мин.
Самоделки

Постоянный рост цен на энергоносители — факт удручающий, поэтому такая «несдержанность» заставляет людей искать другие альтернативы. Одним из популярных, рассматриваемых вариантов является использование естественных источников: например, солнечного тепла. Идея эта здравая, так как светило — «ассистент» мощный, к тому же он абсолютно бесплатный. Но есть одна большая проблема. Эта цена заводского оборудования, а также немалая стоимость установки системы. Эта и есть причины, по которым у нас пока «условно-бесплатное» солнечное оборудование не пользуется таким же спросом, как в других странах. Однако ситуация может немного исправиться, потому что цены со временем упадут. Но сейчас хозяевам приходится задумываться о другом логичном способе. Он называется «гелиоустановка своими руками».

Помощь солнца: «за» или «против»

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Если рассматривать вопрос, касающийся гелиоустановки своими руками, то в первую очередь надо определиться с тем, что за оборудование будет изготавливаться. Видов на сегодняшний день существует два.

  1. Солнечные батареи. Понятно, что такие устройства на зря называют батареями: они вырабатывают ток, который будет использоваться для работы любого оборудования, например, предназначенного для отопления.
  2. Солнечные коллекторы. Данные приборы более просты конструктивно, потому что нагревают теплоноситель (жидкость). Систему можно относительно легко подключить к той же системе отопления. Коллекторы также позволят греть воду, идущую на бытовые нужды.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Оба этих варианта рассмотреть можно, поскольку у каждого из них есть свои особенности. Однако в обоих случаях эти приборы будут дополнительными элементами, поэтому от традиционной отопительной системы отказываться не придется. Комбинация, наоборот, позволит сократить расходы, так как в жаркие, ясные дни будет максимально эффективно работать лишь альтернативное, солнечное оборудование.

Достоинства решения

Перед созданием гелиоустановки своими руками надо взвесить те плюсы и минусы, которые присущи альтернативному источнику. По традиции начинают с первых. К преимуществам помощи солнца относится:

  • абсолютная безопасность, экологичность гелиоустановки;
  • некоторое снижение затрат на ГВС и/или отопление;
  • возможность использовать источник постоянно.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Самое привлекательное качество такой установки — бесплатность солнечной энергии. Конечно, если со временем кто-нибудь «шибко мудрый» не придумает оригинальный повод для обложения хозяев «гелионалогами».

Его недостатки

На первом месте списка стоит наш климат, который в большинстве регионов не может похвастаться большим количеством солнечных дней в году. Потому зависимость системы от светила становится первым доводом против солнечного оборудования. На этом недостатки не заканчиваются.

  1. Даже сооружение гелиоустановки своими руками потребует некоторых вложений на этапе изготовления.
  2. «Солнечной системе» будет необходимо постоянное обслуживание. С труб и панелей придется регулярно убирать налипший мусор, смывать пыль.
  3. Гелиоустановки не будут эффективно работать в пасмурную погоду, а также ночью. Еще один минус — значительные потери тепла при ветреной погоде.
  4. Зависимость от сезона, солнца. В южных странах, где температура остается положительной круглый год, эти установки пользуются большой популярностью не зря. У нас они хорошо помогают летом, но ждать выдающегося результата зимой от них не приходится.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Еще один недостаток альтернативных источников может появиться в морозы. В некоторых случаях жидкость придется сливать, так как не все солнечные коллекторы способны работать при крайне низких температурах.

Гелиоустановки: коллекторы и батареи

Как уже было отмечено, эти две разновидности предназначены для разных целей. Теперь с ними необходимо познакомиться поближе.

Солнечные коллекторы

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Это гелиоустановки используют именно в качестве помощи отопительной системе. Коллекторы, установленные на крышах, нагревают жидкий теплоноситель, который затем отправляется «работать» в систему водяного отопления. Недостаток у такого использования есть.

Если говорить об усредненных значениях в не самые жаркие дни, то солнечная установка способна нагреть жидкость до 45-60° (максимум 80°), а наиболее эффективна она, когда на выходе получается 35°. Однако этот показатель оптимален для теплых полов, поэтому целесообразнее выбрать коллектору такое применение.

Когда хозяева не хотят отказываться от радиаторов, выхода у них два: либо дополнительно подогревать теплоноситель, либо практически вдвое увеличить количество секций гелиоустановки. Существует два вида оборудования — плоские и трубчатые.

Плоские коллекторы

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Если владельцы дома (в основном, дачи) рассматривают вариант создания гелиоустановки своими руками, то этот кандидат для самостоятельной работы самый подходящий. Конструкция плоского прибора довольно проста. Если рассматривать заводскую модель, то в ней есть такие элементы:

  • металлическая рама с дном, закрепленным на ней;
  • защитный слой теплоизоляционного материала;
  • адсорбер, поглощающий солнечное излучение;
  • трубы, по которым следует теплоноситель;
  • крышка (стекло, поликарбонат).

Слой адсорбера, как правило, имеет черный цвет. Контур для теплоносителя — змеевик, имеющий два отверстия (патрубки) — впускное и выпускное. Материалом для верха конструкции сможет стать закаленные виды стекла либо оргстекло. Чтобы уменьшить светоотражение крышки, в некоторых моделях ее делают не гладкой, а матовой.

Еще один элемент гелиосистемы — насос, необходимый для нормального теплообмена. Альтернатива — использование самотечной разновидности, но в этом случае небольшая скорость теплоносителя сделает солнечное оборудование менее эффективным.

Трубчатые гелиосистемы

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

В таких конструкциях тоже используется теплоноситель, но циркулирует он по трубкам, которые защищены стеклом. Этот же принцип используется в любом термосе. Эти коллекторы могут иметь коаксиальные или перьевые трубки.

  1. Первые представляют собой «трубу в трубе»: элементы вставлены друг в друга, а концы их запаяны. Внутри, между трубами создается вакуум, который служит отличной теплоизоляцией. Поэтому коаксиальные установки нередко называют вакуумными.
  2. Перьевые элементы — обычные трубки, которые запаяны с одной стороны. Для повышения эффективности в каждую из них вставляют пластину-адсорбер. Края ее изогнуты таким образом, что она напоминает перо. Отсюда и название.

Поскольку такой вид оборудования вряд ли возможно создать своими руками, то останавливаться на нем подробно ни к чему. Надо только отметить, что наиболее популярными коаксиальными приборами являются трубчатые коллекторы, имеющие систему Heat-pipe. Главная причина — возможность быстрой замены одного элемента, вышедшего из строя.

Воздушные солнечные коллекторы

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Это еще один потенциальный вид гелиосистем. В этом случае речь идет о подогреве воздуха в помещении. Конструкция практически ничем не отличается от плоского коллектора, однако по трубам ее циркулирует, нагреваясь, не вода, а воздух. Эти коллекторы фиксируют на стенах дома.

Если система абсолютно герметична, то воздух совершает кругооборот: он поступает в коллектор из помещения, нагревается, затем возвращается обратно. Второй вариант — совмещение гелиоустановки и вентиляции. В этом случае в корпусе делают несколько отверстий. Через них организуется приток свежих масс, которые попадают в комнату уже нагретыми до комфортной температуры.

Чтобы гарантировать эффективность воздушного коллектора, нужно выполнить одно условие: площадь установки должна быть максимально большой. Конечно, выбирают южную стену здания. Отсутствие теней на протяжении светового дня — идеальный вариант для работы такого коллектора.

Какое оборудование лучше?

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Этот вопрос не совсем относится к теме «гелиоустановки своими руками», однако остановиться на нем не помешает.

  1. Там, где много солнечных дней в году, а зимы мягкие, наиболее эффективными остаются плоские коллекторы. В теплом климате работу этого оборудования можно считать безупречной.
  2. Трубчатые панели (Heat-pipe) — «специалисты», которые могут работать в суровых условиях. Причем они способны показывать хорошие результаты даже в холодные зимы, ночью и в пасмурные дни.

Последние модели могут составить конкуренцию традиционным системам отопления. Но только в том случае, если выбран «правильный» теплоноситель и произведены грамотные расчеты. В большинстве же случаев даже трубчатые коллекторы тоже становятся дополнительной системой, позволяющей сократить расходы на платное отопление.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

В роли вспомогательного оборудования смогут выступить воздушные коллекторы, которые будут эффективны не только летом, но и зимой — в морозные дни, когда солнце появляется на горизонте. Однако в дождливую, пасмурную погоду, наоборот, чудес от такого дополнения ждать не приходится.

Солнечные батареи

Их предназначение — преобразование солнечного излучения в электроэнергию. Основную работу в таких гелиоустановках выполняют фотоэлектрические элементы. Для бытовых условий чаще приобретают кремниевые преобразователи. Причины — их достаточная эффективность (20-25%), невысокая цена.

Солнечные батареи можно использовать для отопления дома, если их подключить к любому отопительному прибору, работающему на электричестве. Интеграция их в систему электроснабжения дома возможна, что уменьшит счета за коммунальные услуги. Однако надо понимать, что площадь таких установок должна быть максимальной: 1 м2 панели сможет гарантировать примерно 120-150 Вт.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Конечно, покупка в этом случае мало прельщает, так как затраты будут довольно большими. Но идея самостоятельного изготовления солнечной батареи не так безумна, как может показаться сначала. Да, скептиков-теоретиков много. Но чтобы убедиться в том, что задумка стоящая, придется делать конструкцию самостоятельно.

Гелиоустановки своими руками

Так как существуют всего два варианта, мастеру, незнакомому с подобными работами, надо сначала выбрать, с какой конструкции лучше начать. Солнечные батареи, работающие благодаря фотоэлементам, соорудить достаточно сложно.

Поэтому имеет смысл обратить внимание на другую установку — на солнечный коллектор. Плюс данного выбора — возможность сделать модель, подходящую как для водяного отопления, так и для подогрева воздуха в помещении.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Солнечный коллектор, предназначенный для обогрева маленькой постройки, может быть одноконтурным. В этом случае ему не нужна связь с централизованной или автономной системой отопления. В такую цепь не включают нагревательные приборы и циркуляционные насосы, поэтому работать коллектор сможет только в теплые солнечные дни.

Двухконтурная система более совершенна в любом плане. Контур, который обрабатывает солнечный коллектор, является дополнительным. Основная нагрузка ложится на главный агрегат, который работает либо питается от электричества, либо работает на каком-либо виде топлива. Такое сооружение может функционировать без проблем в любое время года, при отключении электричества.

Выбор жидкости-теплоносителя – еще один вопрос, который лучше решить заранее. Вода подойдет только для тех гелиоустановок, что будут работать только в весенне-осенний период. Когда в планах хозяев круглогодичное использование, то им надо знать, что перед наступлением холодов воду сливают. Ее заменяют раствором антифриза.

Моменты, которые нужно учитывать

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Прежде чем отправляться на поиски материалов, надо узнать, какие из них будут более подходящими для создания гелиоустановки своими руками.

Абсорбер

Самый лучший проводник тепла — металл. Это может быть целый лист, на который наносят черное покрытие. Второй вариант — отдельные пластины. Их присоединяют непосредственно к трубкам змеевика.

Теплоизоляция

Чтобы предотвратить потери тепла через дно конструкции, в корпусе монтируют изоляционный материал. Более популярные претенденты — минеральная вата и пенопласт. Однако они не единственные. В роли защиты сможет выступить фольгированный материал. Его преимущества — небольшая толщина, достойное качество теплоизоляции из-за хорошей отражательной способности.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Если решено использовать пенопласт либо его ближайших «родственников» (пенополистирол), то в материале рекомендуют вырезать канавки для укладки змеевика (системы труб). В этом случае сверху крепят абсорбер, который располагают максимально близко к контуру. Фиксация его зависит от материала короба.

Верхняя часть коллектора

Крышку корпуса делают из материалов, способных максимально эффективно пропускать световой поток. Верхняя часть коллектора обязана хорошо противостоять нагрузкам, поэтому лучшие кандидаты — закаленные разновидности традиционного стекла. Полимеры далеко не идеал, они не отличаются хорошими характеристиками.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Солнечные лучи на них оказывают негативное влияние, а тепловое расширение пластика способно привести к разгерметизации конструкции. Светопрозрачный материал не обязательно должен быть гладким: не менее (а то и более) эффективны «коллекторные крышки», которые сделали матовыми либо рифлеными.

Материал для корпуса прибора

Древесина всегда является фаворитом, когда речь идет о любых самоделках — о мебели, полезных конструкциях или оборудовании. В том случае мастера нередко выбирают брус для рамы, а для дна одного из претендентов: это доски, фанера, древесные плиты (ДСП, ОСП и т. д.). Для гарантии долговечности изделия все его деревянные элементы необходимо обработать защитой от влаги, насекомых, огня и т. д.

Металл — второй, относительно удобный, эффективный материал для короба. Это алюминиевый или стальной профиль в связке с такими же листами. Однако есть у «железки» относительный минус: это немного большие расходы, которые обещает изготовление металлического корпуса. Присутствие сварочного оборудования приветствуется: аппарат позволит сохранить герметичность изделия.

Материал для теплоприемника

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Эта самодельная конструкция — главный нагревательный элемент солнечного коллектора. Он состоит из системы труб и металлических деталей, которые чаще изготавливают из листов меди. Идеалом для любого теплообменника также остаются медные трубы.

Однако некоторые мастера предпочитают более простой вариант — как по цене, так и в работе. Эти кандидаты — полипропиленовые трубы. Благодаря их гибкости, теплообменник легко уложить змейкой или спиралью. Крепят конструкцию на полосах металла.

Есть и другие варианты, облюбованные российскими умельцами. К ним относятся теплообменники от старых холодильников, панельные радиаторы, полиэтиленовые водопроводные трубы и т. п. Но оптимален все же один, первый вариант — изделия из меди. Такой теплоприемник будет более эффективен. Если сравнивать его с элементом из металлопластиковых труб, то разница составляет около 20%. Зато у полимеров есть другое преимущество — небольшая цена.

Бак-накопитель

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Накопительная емкость должна иметь достаточную вместимость — от 200 до 300 л. В этой роли можно использовать резервуары меньших объемов: тогда их последовательно соединяют трубами. Теплоизоляция накопителя — обязательный этап, потому что поступившая жидкость без защиты будет терять тепло очень быстро.

Самый простой способ теплоизоляции накопительной емкости — сооружение для нее короба из досок либо фанеры. В пространство между стенками и баком засыпают керамзит, песок, сухие опилки, либо укладывают смесь глины с соломой, шлаковату, эковату и т. д.

Изготовление простейшего коллектора

Работа эта элементарна. Главная задача в этом случае — создать максимально герметичную камеру, но и она особых проблем не обещает.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

  1. В короб укладывают слой теплоизоляционного материала, на него — теплообменник (один из вариантов — змеевик из гофрированных труб). Для патрубков предварительно делают отверстия.
  2. Сверху на зафиксированный теплоприемник укладывают абсорбер — металлический лист, точно подогнанный под раму коллектора. Его заранее покрывают черной краской.
  3. Деревянный корпус покрывают лаком (красят в светлые тона). Затем конструкцию закрывают стеклом, оставшееся пространство между ним и рамой заполняют силиконовым герметиком.

Все кажется простым, но некоторые советы могут помочь тем, кто сталкивается с подобной работой впервые:

  • минимальная толщина теплоизоляционного материала — 50 мм;
  • трубы можно укладывать как параллельно, так и спиралью: расстояние между ними — 10-40 мм;
  • крепят теплообменник металлическими полосами, пластиковыми хомутами, либо саморезами, вкрученными по бокам труб;
  • для окрашивания внутренней части коллектора оптимально использовать черную термостойкую эмаль (матовую, в аэрозольных баллончиках);
  • если конструкцию владелец планирует открывать через некоторое время, то вместо герметика имеет смысл использовать резиновые уплотнители;
  • прозрачная пленка — один из временных вариантов «крышки», его можно считать подходящим для первого, опытного образца, который после тестов можно закрыть стеклом.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

Корпус, изготовленный из древесины, обрабатывают септиками и антипиренами. Короб из металла сначала покрывают грунтовкой, затем двумя слоями краски. Исключение — специальное декоративное покрытие — краска-грунт. В этом случае предварительной подготовки не требуется, если не считать обезжиривания материала.

Гелиоустановка своими руками

После изготовления коллектора, а также подготовки всех необходимых элементов приступают к основной работе.

  1. Первым делом устанавливают накопительный бак, который размещают в самой высокой точке здания (участка). Это может быть отдельно стоящая вышка, чердак или эстакада. Главное требование к монтажу — надежное основание для емкости, так как резерв воды будет иметь значительный вес.
  2. После монтажа накопителя переходят к «установке гелиоустановки». Коллектор всегда рекомендуют монтировать на южной стороне. Если это невозможно, то выбирают максимально близкое расположение. Угол наклона коллектора к горизонту составляет 35-45° (25-55°). Точное значение его зависит от местности.
  3. После монтажа всех элементов системы их соединяют трубами. Сечение их — 1 и ½ дюйма. Изделия меньшего диаметра используют для обустройства напорной части, в которую входит ввод теплоносителя в накопитель, а также его вывод в ГВС и/или в отопительную систему.
  4. Трубы, находящиеся на улице, теплоизолируют. Для этих целей используют фольгированные материалы, базальтовую вату, пенопласт. В последнюю очередь утепляют накопитель.

Гелиоустановки своими руками: солнце в помощь отоплению

После завершения работы приступают к проверке гелиоустановки. Сначала тестируют коллектор, наполняя его через нижний патрубок. Эта операция позволяет избежать появления в системе воздушных пробок.

После заполнения системы теплоносителем для проверки эффективности нового оборудования хозяевам остается ждать его нагревания. Если результат не слишком обнадеживает, то обычно добавляют дополнительный коллектор. Их может быть как один, так и несколько элементов.

Гелиоустановки своими руками — логичное решение, так как только этим, почти бесплатным, способом можно проверить, насколько действенна может быть даже простейшая система. Если результат обнадеживает, то владельцы могут задуматься о дополнительных секциях, либо о покупке заводского оборудования. Однако цены на коллекторы-профи пока не слишком вдохновляют, поэтому многие хозяева предпочитают повременить с приобретением.

Тем, кто всерьез обдумывает эту идею, можно посмотреть видеоролик на тему «гелиоустановки своими руками»:

Была ли статья полезна?
Мы хотим стать лучше. Спасибо за мнение!
Теги:
гелиоустановки своими руками
отопление
Комментарии
Комментариев пока нет
Добавить комментарий
Ваше имя
Ваш комментарий