Оконный солнечный воздушный коллектор

Один из серьезных недостатков установки воздушных солнечных коллекторов является то, что для подачи из них горячего воздуха в помещение, необходимо проделывать отверстия в стене дома. Поэтому установку воздушного солнечного коллектора могут позволить себе исключительно владельцы частных домов, но даже многих из них смущает факт создания дыр во внешней стене. Чтобы избежать подобного, автор решил сделать солнечный коллектор прямо в оконном проеме.

Материалы и инструменты, которые использовались автором для создания этой модели солнечного коллектора для обогрева воздуха:

1) толстая фанера
2) лобзик
3) вентиляторы 12 В
4) фольга
5) черная термостойкая краска
6) алюминиевые пластины
7) штора или кусок качественной ткани для внешнего декора.

8) терморегулятор для инкубаторов.

Рассмотрим более подробно этапы создания этого воздушного коллектора, а так же основные плюсы и минусы его использования.

Так как конструкция солнечных воздушных коллекторов весьма гибкая, то автор решил, что можно сделать коллектор, который отлично подойдет и для обогрева квартиры. Для этого солнечный коллектор должен быть размещен прямо в оконном проеме. Важно учитывать то, что окна квартиры, в которой автор решил устанавливать коллектор выходят на юг, а следовательно они будут под лучами солнца.

Так как у автора в комнате, где будет размещен солнечный коллектор несколько окон, то он решил в одно из них и было решено установить коллектор. В случае, если у вас только одно окно, то чтобы в комнате не было темно и не тратилась дополнительная электроэнергия на освещение, автор рекомендует устанавливать солнечный коллектор только в половину оконного проема.

Чтобы добиться наибольшей эффективности солнечного коллектора, как известно. его необходимо располагать под прямым углом к солнечным лучам. Однако траектория движения солнца в зимний период, когда и возникает необходимость в обогреве, находиться довольно низко над горизонтом. Это позволяет установить солнечный коллектор вертикально.

Для облегченного понимания ниже приведена схема траектория солнца в зимний и летний период:

А тут приведена схема работы солнечного воздушного коллектора:

Корпус коллектора, как и большинстве случаев, был выполнен из листов толстой фанеры. Внутреннюю сторону коробка автор решил покрыть слоев фольги, это позволит отражать солнечные лучи на алюминиевые пластины, тем самым увеличивать температуру внутри короба коллектора.


Затем автор приступил к установке алюминиевых пластин в корпус коллектора. Автор решил все же расположить куски металла, которые будут служить абсорбером в коллекторе под небольшим углом, чтобы лучи солнца падали на них под прямым углом в любой сезон. Поэтому пластины были слегка изогнуты. Так как окно достаточно широкое и разделено на две части перегородкой, то автор решил размещать пластины соответственно.

После установки пластин, автор сделал по два отверстия в каждой из двух частей солнечного коллектора. Так как горячий воздух поднимается вверх, то нижние отверстия будут служить для подачи холодного воздуха внутрь, а через верхние нагретый в коллекторе воздух будет поступать обратно в помещение.

Для увеличения эффективности нагрева солнечного коллектора, автор окрасил его внутреннюю поверхность черной термостойкой краской.

Чтобы обеспечить постоянную циркуляцию воздуха через коллектор, автор установил в верхние отверстия вентиляторы на 12 В. Такие вентиляторы используются в системных блоках компьютером, поэтому их можно приобрести в любом компьютерном магазине. Чтобы автоматизировать процесс включения и выключения вентиляторов, автор подсоединил к ним самый простой терморегулятор для инкубаторов. Таким образом, при достижении температуры воздуха внутри коллектора 30 градусов, вентиляторы включаются и подают его в помещение.

Затем автор приступил к декоративным усовершенствованиями данного коллектора, чтобы он не портил интерьер комнаты своим видом. Для этих целей, автор взял подходящий внешне и по размерам кусок ткани, который прикрепил в внешней части коллектора, не забыв сделать прорези под воздушные отверстия. Таким образом получилась своеобразная штора, которая закрывает коллектор.

После этого, коллектор был установлен непосредственно в оконную раму и приступил к работе. В солнечные дни он будет отлично обогревать комнату за счет использования солнечной тепловой энергии. В будущем автор планирует подсоединить к воздушному коллектору солнечную панель, от которой будут питаться вентиляторы и терморегулятор, что позволит полностью обеспечить работу коллектора за счет энергии солнца.

Основными преимуществами оконного солнечного коллектора являются:
1) Возможность сэкономить на отоплении частного дома, дополнительный обогрев квартиры, особенно в переходный сезон, когда уже похолодало, но отопление все еще не включили.

2) У данной модели отсутствует надобность создавать дополнительные технологические отверстия для системы коллектора.

3) Так как в данном случае нет нужды утеплять и остеклять коллектор, то эта модель получается гораздо дешевле аналогичных стандартных воздушных коллекторов.

4) У данной модели коллектора имеется возможность ее легкого демонтажа. Поэтому в летние месяцы или при долгой пасмурной погоде, ее можно убрать на хранение в кладовку.

Однако у нее есть и свои недостатки:
1) Так как коллектор находится в оконной раме, то он уменьшает количество солнечных лучей проникающих в комнату.
2) Площадь окна не особенно велика, поэтому из-за малых размеров коллектор будет иметь малую мощность.

Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Солнечный воздушный коллектор из водосточных труб

Устанавливать воздушный солнечный коллектор необходимо с южной стороны дома. В этом заключается его основной недостаток, так как сложно сделать такой воздушный коллектор, который бы подходил под экстерьер дома и не портил его внешнюю часть. В данной статье и будет описано создание воздушного солнечного коллектора таким образом, чтобы тот не бросался в глаза, сливался с фундаментом дома и не портил фасад здания.

Материалы, которые использовал автор для создания солнечного воздушного коллектора:

1) металлические водосточные трубы прямоугольного сечения
2) доски толщиной 20 мм
3) влагостойкая фанера толщиной 10-16 мм
4) антисептик
5) черная матовая жаростойкая краска

Рассмотрим основные этапы создания воздушного солнечного коллектора и решение проблемы совмещения его дизайна с дизайном дома.

В основном модель данного солнечного коллектора состоит из водосточных труб прямоугольного сечения. Они будут выполнять роль абсорбера, хотя на эту роль еще лучше подошли бы воздуховоды изготовленные из алюминия, так как алюминий наиболее хорошо передает тепловую энергию.
Ниже показана схема работы этой модели воздушного солнечного коллектора:

Для того, чтобы воздушный солнечный коллектор не бросался в глаза на лицевой части здания, автор решил сделать его максимально низким, а для того, чтобы увеличить площадь нагрева, было решено сделать длину коллектора по длине здания. Таким образом коллектор будет иметь всего два ряда труб, но будет довольно длинный. Это важно учитывать при постройке, так как любые пристройки или насаждения смогут затемнить коллектор, а значит существенно снизить его эффективность. В данном случае автор произвел точный расчет, так, что даже в зимнее время, когда солнце расположено низко над горизонтом, его солнечный воздушный коллектор будет находиться на свету.

Насчет небольших кустов беспокоиться не стоит, так как скорее всего, когда вам понадобиться обогрев дома, они уже сбросят свою листву.

Так как коллектор будет состоять из труб, которые выступают абсорбером, то их следует защитить от ветра и прочих внешних воздействий, кроме солнечного света. Для этого автор решил поместить их в короб. Короб был собран из влагостойкой фанеры толщиной 10-16 мм и досок толщиной 20 мм. Для того, чтобы данная коробка не испортилась и прослужила максимально возможный срок, автор обработал всю деревянную поверхность антисептиком и покрыл слоем краски.

Согласно планируемой схеме, через переходные элементы под углом в 90 градусов трубы коллектора соединяются с трубами в подвальном помещении. Для того, чтобы нагретый дома воздух не остывал на улице, автор постарался утеплить трубы.

Для того, чтобы горячий воздух циркулировал по системе, на впускной патрубок был прикреплен канальный вентилятор. Включая и выключая вентилятор можно регулировать движение воздушных масс в системе солнечного коллектора.

После итоговой сборки конструкции автор приступил к покраске коллектора. Внутреннюю поверхность короба он решил окрасить черной матовой жаростойкой краской. Внешняя часть короба так же была выкрашена в черный цвет, но это не столь принципиально и вы можете использовать любой цвет , который лучше подойдет для дизайна вашего дома.

Затем на короб с установленными внутри трубами были одеты стекла. После этого коллектор будет готов к использованию.

первые тесты автор проводил в Ноябре, когда температура на улице была около 8 градусов. В итоге при работе вентилятора 130 м. куб. в час, и температуре всасываемого воздуха 15 градусов, температура воздуха на выходе солнечного коллектора составила 42 градуса. В Декабре, при уличной температуре 2 градусов, всасываемой температуре 16 градусов, температура воздуха на выходе солнечного коллектора составила 38 градусов.

Но все же несмотря на кажущуюся сверх эффективность подобной системы, она не лишена недостатков.

Так как воздушный коллектор был изначально ограничен высотой, то его площади недостаточно для отапливания большого помещения. Так же расположение близко к земле добавляет работы по обслуживанию этого коллектора. В частности летом после дождя необходимо протирать стекла от грязи, а зимой следить за тем, чтобы не образовывались сугробы, которые будут затенять воздушный коллектор от лучей солнца, тем самым снижая его эффективность.

Однако, автор считает подобные недостатки терпимыми за счет того, что коллектор не нарушает внешнего дизайна дома, и он отлично подходит в качестве дополнительного отопителя дома.
Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Часто задаваемые вопросы — солнечные коллекторы. Видео солнечные коллекторы. Статьи про солнечные коллекторы

Компания Solar-B Energy специализируется на производстве и реализации тепловоздушных солнечных коллекторов в России. С помощью этого оборудования вы можете эффективно избавиться от скапливающихся в жилых или подсобных помещениях затхлости и грибка, не свежего воздуха и сырости, которые приводят к ухудшению здоровья и самочувствия людей.

Подробнее

Компания Solar B Energy специализируется на производстве и реализации большого ассортимента солнечных и воздушных коллекторов. В связи с дорожающими источниками энергии (газом, углем, электричеством) многие домовладельцы задумываются о том, чтобы применять солнечный коллектор зимой, а также в течение всего года.

Подробнее

Крым — это регион, где солнечная активность очень высокая. Здесь есть все условия для того, чтобы с пользой использовать ресурс солнечной энергии. Некоторые люди начали использовать это для того, чтобы обустроить отопление в квартире.

Подробнее

Постоянно возрастающая конкуренция на рынке гостиничных услуг в Крыму требует оптимизации расходов на отопление и вентиляцию. Насущную потребность экономии вызывают и цены на энергию, что особенно ощутимо для небольших отелей, для которых такая проблема становится вопросом выживания.

Подробнее

Для человека свойственно создавать комфортные условия для жизни. Прежде всего это свежий и чистый воздух в доме, офисе или на даче. Дефицит воздухообмена создает чувство дискомфорта, приводит к снижению работоспособности человека, а при постоянном пребывании в помещении без систематического поступления свежего воздуха могут появиться признаки аллергии и заболеваний дыхательных путей.

Подробнее

Тема проблемы экологии на нашей планете Земля всегда была и будет актуальна. Она крайне важна, но не каждый человек усугубляется, насколько. Многие убеждены, что проблему можно решить, устанавливая очистные станции, устраняя токсичные отходы от промышленных заводов и предприятий, уменьшая объем автомобилей на дорогах, вырабатывающих выхлопные газы, загрязняющие окружающую среду.

Подробнее

Свой дом – не только надежная крепость, но и место, в котором уютно, тепло. Для этого необходимо предусмотреть постоянную подачу тепла и проветривание помещений. Для этого нужно рассмотреть виды отопления дома, их достоинства и недостатки. Это поможет выбрать оптимальный вариант.

Подробнее

Чтобы вентиляция дома была качественна, необходимо предварительно перед началом строительства предусмотреть ее. Если этого не сделать, при уже готовом строительном объекте, вентиляционная система приведет к неизбежным «неприятностям» – плохому проветриванию помещений, затхлости воздуха, влажности, потере потолочного пространства и так далее.

Подробнее

Каждый из нас старается сделать свое жилье как можно уютнее. Но даже в современных апартаментах на стенах и потолках может появиться сырость и плесневой грибок по причине того, что в помещении излишне влажно при неправильно сделанной вентиляции. Справиться с ней можно разными способами.

Подробнее Видео

Вопрос-ответ

Как подобрать воздушный коллектор?

Заполнить опросный лист

Сколько нужно тепловоздушных солнечных коллекторов для улучшения микроклимата в доме?

Зависит от объема воздуха в помещении. Считается площадь помещения м2* на высоту потолков м=объем м3. По СНиП обмен воздуха минимум должен быть 1 раз за 2 часа. Желательно чаще. Пример: дом 100 м2, высота потолков 2,7 м. Объем воздуха 270 м3. Минимально необходимый приток воздуха 270/2=135 м3/ч. Этому параметру соответствует модель SB-5. Использование в режиме улицы помещения. При сильной герметичности дома может понадобиться вытяжной блок.

Cколько нужно коллекторов для обогрева дома?

Зависит от площади дома, утеплении ограждающих конструкций и расположения комнат, количество солнечного сияния и расположения коллектора. В описании коллектора приведены мощность и средняя площадь.

Можно ли сделать отопление от солнца ?

Для 100% отопления от солнца необходимо использовать тепловой аккумулятор, который будет обогревать во время отсутствия солнца. Экономически целесообразно комбинировать солнечную энергию и традиционную. Это позволяет снизить капиталовложения изначально и существенно экономить на отоплении.

Работают ли воздушные солнечные коллекторы зимой?

Работают в солнечную погоду в любое время года. Тестирование в мороз показали высокую эффективность работы воздушных солнечных коллекторов зимой. В сильный мороз рекомендуем использовать в режиме помещение/помещение.

Какие бывают воздушные солнечные коллекторы?

Вентиляционные (улица/помещение), когда забор воздуха для нагрева осуществляется с улицы, обновляет воздух, снижает влажность, препятствует образованию сырости и плесени. Циркуляционные (помещение/помещение), когда забор воздуха для нагрева осуществляется из помещения, фильтрует воздух в помещении, хорошо использовать в сильный мороз. Универсальные (улица/ помещение или помещение/помещение), можно изменять забор воздуха тогда, когда это нужно. Компания Solar-B Energy единственная в мире производит универсальные тепловоздушные солнечные коллекторы.

Можно ли отключить теплооздушный солнечный коллектор когда его работа не тредуется?

Можно. В комплекте предусмотрен выключатель, которым можно отключить тепловоздушный солнечный коллектор Solar-B Energy, когда его работа не требуется.

Если отключить тепловоздушный солнечный коллектор летом, не выйдет ли он из строя?

Тепловоздушный солнечный коллектор Solar-B Energy расчитан на отключение. При этом он останется в работоспособном состоянии.

При отключении летом не произойдет ли пожара от перегрева воздушного солнечного коллектора?

Тепловоздушные солнечные коллеткры Solar-B Energy пожаро и электро безопасны. При их отключении под прямыми лучами солнца, абсорбер внутри нагревается не выше 98 градусов С. Поверхность коллектора до 70 градусов С.

Какую жидкость заливают в солнечные коллектора?

В тепловоздушный солнечный коллектор запрежается заливать жидкость. Теплоносителем является воздух, который не закипает, не протекает и не замерзает.

Можно ли интегрировать воздушный солнечный коллектор в действующую систему вентиляции?

Да. Тепловоздушные солнечные коллекторы Solar-B Energy имеют распространенный размер воздузоводов 125 мм. При подключении в действующей системе вентиляции и воздушного отопления, ТВ СК будут фильтровать и нагревать воздух, что существенно снизить эксплуатационные затраты на отопление помещений.

Каков срок службы солнечных коллекторов?

Срок службы воздушных солнечных коллекторов Solar-B Energy до 25 лет. Гарантия 5 лет.

Работает ли воздушный солнечный коллектор после пападания снега на поверхность?

Тепловоздушные солнечные коллекторы Solar-B Energy являются самоотчищающимися. При появлении солнца, снег тает.

Какова деградация солнечных коллекторов?

Зависит от внешних факторов (песчанные бури и сильный град могут снизить срок службы и эффективность воздушных солнечных коллекторов). Среднее 10% за 10 лет.

Боятся ли воздушные солнечные коллеткоры града?

Зависит от велечины града и расположения тепловоздушного солнечного коллектора. Не большой град не страшен. При испытании ТВСК Solar-B Energy легко выдержал прямое падения булыжника весом 350 гр с высоты 2 м. Крупный град может навредить тепловоздушному солнечному коллеткору. В такой ситуации обратитесь в сервисный центр для востановлния работоспособности тепловоздушного ослнечного коллектора.

Сервисный центр?

Контакты сервисного центра в гарантийном талоне.

Где можно купить?

У регионального дилера Solar-B Energy. В случае отсутствия в вашем регионе дилера, можете заказть на официальном сайте.

Как подобрать солнечный водонагреватель?

Заполнить опросный лист 2,3,4 в списке.

Cколько нужно коллекторов для нагрева воды?

Очень приблизительный расчет — это 100л нагреет в идеальных условиях до 50*С с 10*С — 2,5 кв.м. плоского коллектора или 10-12 вакуумных трубок. Все зависит от способа, места установки и производителя коллекторов.

Можно ли сделать отопление от солнца?

Можно, только низкотемпературное (теплый пол или фэн-койл), но 100% отопление от солнца делать не нужно.

Принцип работы круглогодичного солнечного водонагревателя?

Теплоноситель нагревается от солнца в солнечном коллекторе, при достижении температуры по заданной дельте, включается насос и сбрасывает тепло в бак с водой, отключается по другой заданной дельте. Процесс повторяется.

Какие бывают солнечные коллекторы?

Плоские, вакуумные и воздушные.

Какие бывают вакуумные солнечные коллекторы?

Бывают с тепловой трубкой, U — образные и коаксиальные.

Бывают незакипающие солнечные коллекторы?

Да, компания Viessmann.

Как избежать закипания солнечного водонагревателя?

1. сделать правильный расчет, 2. поставить хорошую автоматику, умеющую руководить процесом нагрева и сброса излишков тепла, 3. использовать самосливную систему теплоносителя 4. залить соответствующий теплоноситель и поддерживать высокое давление в системе.

Какую жидкость заливают в солнечные коллектора?

Специальный теплоноситель, имеющий не только способность не замерзать при низких температурах, но и не кипеть при высоких.

Каков срок службы солнечных коллекторов.

От 10 до 20 лет, в зависимости от производителя.

Какова деградация солнечных коллекторов?

10-20% за весь жизненный цикл, все зависит от среды и места установки СК.

Какие насосные группы нужно использовать в солнечных водонагревателях?

Специальные группы, с насосом и запорно предохранительной арматурой, который выдерживает высокие температуры, имеют расходомер, систему подкачки и слива теплоносителя.

Какой контроллер управления нужно для солнечного водонагревателя?

Надежный, функцианальный, интуиитивно понятный.

Воздушное солнечное отопление своими руками: как сделать отопительный коллектор

Ученые уже длительное время бьют тревогу по поводу исчерпания природных ископаемых дающих человеку тепло. Нефть, газ, уголь и даже лес с каждым годом увеличиваются в цене, и получить нормальную температуру дома в отопительный  сезон влетает в огромную сумму. Поэтому многие владельцы частной недвижимости уделяют свое внимание автономному виду обогрева жилища, одним из которых является солнечное отопление частного дома.

Солнечные коллекторы для утепления дома

Воздушный солнечный коллектор для отопления

Прогресс не стоит на месте, и современные технологи усиленно ищут альтернативные источники получения тепла. Одним из таких открытий стал – воздушный солнечный коллектор для отопления, устройство поглощающее энергию из солнечных лучей и передающее полученное тепло теплоносителю. Носителем тепла может стать не только вода, последние опыты показали, что приборы на обычном воздухе также хорошо аккумулируют температуру. Воздушное отопление имеет два вида:

• вариант с гофрированными панелями;
• вариант из труб имеющих хорошую тепло проводимость.

Любой из представленных вариантов способен предоставить обогрев, но имеет разницу в процессе изготовления.

Достоинства и недостатки

У гелиосистем воздушного типа, есть свои достоинства, к которым можно отнести:

• небольшая стоимость уже произведенной конструкции;
• простой способ изготовления, даже из бросового материала;
• легкость монтажа и обслуживания.

Но также воздушный коллектор на солнечной энергии имеет и свои недостатки:

• устройство не предназначено для нагрева воды;
• имеют большие габариты из-за небольшого количества теплоемкости;
• скромный Коэффициент полезного действия.

Устройство воздушного солнечного отопления, изготовленное своими руками, не справится с обогревом больших площадей, но при нужном объеме энергии вполне хватит, что бы обогреть, к примеру, хоз постройку с животными, теплицу, или может использоваться как дополнительный или комбинированный источник тепла. Такой подход к делу приносит некоторую экономию в семейный бюджет.

Воздушное солнечное отопление своими руками эко стив из доступных материалов

Соорудить воздушный коллектор, который будет давать тепло можно из разных материалов. Это могут быть водосточные трубы или даже банки из жести из-под напитков или пива.

Перед сбором конструкции необходимо учесть тот факт, что полученное устройство имеет большие габариты, и возможно под его монтаж придется определить целую стену.

Самостоятельно сделать отопление дома своими руками от солнца можно из следующих материалов:

• восточные трубы;
• профнастил;
• жестяные банки.

Также в работе понадобятся доски, крепежи, материал для общего утепления конструкции. В остальном «домашние мастера» могут использовать любой предмет по выбору. Главное обеспечить подключение к вентиляции и приобрести канальный вентилятор, который будет гнать воздух в помещение. Общая технология изготовления сводится к заполнению металлом деревянной основы, которая и крепится к зданию.

Полностью собранная гелиосистема может быть достаточно тяжелой в итоге и провести ее монтаж может стать проблематичным делом. Стоит помнить, что такая конструкция в отсутствии солнца, может наоборот охлаждать дом, поэтому после захода рекомендуется ее укрыть, плотным материалом.

Принцип работы солнечного коллектора

Солнечный коллектор — оборудование для хранения и сбора обогревающей энергии Солнца переносимой из сохраняющего тепло устройства к необходимому помещению. От солнечных батарей конструкция отличается тем, что не производит электричество, а создается для аккумулирования тепла в теплоносителе.

Принцип работы такого обогревателя дома состоит из обычного парникового эффекта. Солнечные лучи прогревают поверхность коллектора, и сохраненное тепло в закрытом устройстве не может выйти назад. Теплый воздух поднимается кверху, где с помощью специального вентилятора переходит непосредственно в помещение. Даже в морозные дни, но при ярком солнечном свете можно ощутить на 10 – 15 С° тепла больше чем снаружи помещения. При большой мощности и качественных материалах, такой коллектор может обогревать даже дом. И его служба может длиться около 20 лет.

Воздушные массы отличаются худшей проводимостью тепла, чем жидкости, поэтому КПД воздушного коллектора несколько ниже, чем у других вариантах автономного отопления. Но зато такое устройство полностью экологично и не имеет никаких препятствий к установке.

Виды воздушных коллекторов

Воздушные коллекторы можно разделить на два следующих вида, и отличаются они по принципу зависимости от получения воздуха:

• вентиляционный коллектор. У такого оборудования воздух попадает в помещение наружным способом и прогревается на своем пути в помещение. Такой вид коллекторов нашел свое применение в помещениях, где требуется постоянный доступ воздуха, к примеру, в курятниках, овощехранилищах, теплицах;
• рециркуляторный коллектор. Принцип действия такого оборудования рассчитано на закрытый циркулярный поток воздуха. Такую систему можно наблюдать в каминах, или печах с воздухоотводами.

Но для сельскохозяйственных зданий и тот и другой вид коллектора в итоге становится затратным, поэтому имеет смысл задуматься о солнечном коллекторе, который конечно не даст такого тепла в пасмурные дни, но вполне справится со своей задачей при спокойной погоде. Даже зимой можно наблюдать солнечные дни, в которые можно воспользоваться солнечным коллектором как бесплатной альтернативой другого вида отопления.

Технология сборки

Собрать солнечный коллектор можно следуя следующей инструкции:

1. сбор каркаса. Каркас можно изготовить из деревянного бруса с сечением 150 * 50 см. При использовании стеклопакета каркас лучше упрочнить дополнительными перекрытиями. После сборки каркас крепится к стене помещения и для лучшей герметизации все щели заделываются монтажной пеной;
2. абсорбер. В идеале абсорбером может служить перфорированный лист, но можно воспользоваться и обычной металлической сеткой;
3. всю поверхность стоит покрасить в черный цвет, так увеличатся селективные характеристики абсорбера;

Воздушный солнечный коллектор для отопления

4. клапаны. Главным клапаном в устройстве является верхний, потому как тепло имеет физические свойства подъема вверх. Его можно изготовить из простого полиэтилена. Работа клапана рассчитана на закрытие отверстия для поступления воздуха в прохладные дни;
5. нижние отверстия закрываются сеткой с мелкими ячейками. Этот шаг предотвратит попадание пыли в устройство. Такую сетку время от времени нужно протирать или менять при необходимости, иначе она может препятствовать попаданию воздуха;
6. в качестве верхнего прозрачного слоя можно использовать стеклопакет, а можно обойтись и прозрачным поликарбонатом или шифером.

Монтаж готового полотна необходимо производить на южной стороне строения и соответственно выбирать размер будущей конструкции, чем больше помещение, тем больше должно быть полотно солнечного коллектора.

Альтернативный обогрев курятника. Отопление без топлива.

Загрузка…

Солнечный коллектор — Википедия

Солнечный коллектор — устройство для сбора тепловой энергии Солнца (гелиоустановка), переносимой видимым светом и ближним инфракрасным излучением. В отличие от солнечных батарей, производящих электричество, солнечный коллектор производит нагрев материала-теплоносителя.

Обычно применяются для нужд горячего водоснабжения и отопления помещений.^[1]

Плоские[править | править код]

Плоский солнечный коллектор

Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя. Абсорбер связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрной краской либо специальным селективным покрытием (обычно чёрный никель или напыление оксида титана) для повышения эффективности. Прозрачный элемент обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов, либо особого рифлёного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта теплоизоляционным материалом (например, полиизоцианурат). Трубки, по которым распространяется теплоноситель, изготавливаются из сшитого полиэтилена либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой, для чего отверстия в ней закрываются силиконовым герметиком.

При отсутствии забора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть воду до 190—210 °C^{[источник не указан 943 дня]}.

Чем больше падающей энергии передаётся теплоносителю, протекающему в коллекторе, тем выше его эффективность. Повысить её можно, применяя специальные оптические покрытия, не излучающие тепло в инфракрасном спектре.

Вакуумные[править | править код]

Вакуумный солнечный коллектор

Возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250—300 °C в режиме ограничения отбора тепла. Добиться этого можно за счёт уменьшения тепловых потерь в результате использования многослойного стеклянного покрытия, герметизации или создания в коллекторах вакуума.

Фактически солнечная тепловая труба имеет устройство, схожее с бытовыми термосами. Только внешняя часть трубы прозрачна, а на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие, улавливающее солнечную энергию. Между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95 % улавливаемой тепловой энергии.

Кроме того, в вакуумных солнечных коллекторах нашли применение тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При облучении установки солнечным светом жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь, превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору. Использование данной схемы позволяет достичь большего КПД (по сравнению с плоскими коллекторами) при работе в условиях низких температур и слабой освещенности.

Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре.

Устройство бытового коллектора[править | править код]

Теплоноситель (вода, воздух, масло или антифриз) нагревается, циркулируя через коллектор, а затем передает тепловую энергию в бак-аккумулятор, накапливающий горячую воду для потребителя.

В простом варианте циркуляция воды происходит естественно из-за разности температур в коллекторе. Такое решение позволяет повысить эффективность солнечной установки, поскольку КПД солнечного коллектора снижается с ростом температуры теплоносителя.

Бывают и солнечные водонагревательные установки аккумуляционного типа, в которых отсутствует отдельный бак-аккумулятор, а нагретая вода сохраняется непосредственно в солнечном коллекторе. В этом случае установка представляет собой близкий к прямоугольной форме бак.^[1]

Преимущества и недостатки плоских и вакуумных коллекторов[править | править код]

Вакуумные трубчатые	Плоские высокоселективные
Преимущества	Преимущества
Низкие теплопотери	Способность очищаться от снега и инея
Работоспособность в холодное время года до −30С	Высокая производительность летом
Способность генерировать высокие температуры	Отличное соотношение цена/производительность для южных широт и тёплого климата
Длительный период работы в течение суток	Возможность установки под любым углом
Удобство монтажа	Меньшая начальная стоимость
Низкая парусность
Отличное соотношение цена/производительность для умеренных широт и холодного климата
Недостатки	Недостатки
Неспособность к самоочистке от снега	Высокие теплопотери
Относительно высокая начальная стоимость проекта	Низкая работоспособность в холодное время года
Рабочий угол наклона не менее 20°	Сложность монтажа, связанная с необходимостью доставки на крышу собранного коллектора
	Высокая парусность

Солнечные коллекторы-концентраторы[править | править код]

Повышение эксплуатационных температур до 120—250 °C возможно путём введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Для получения более высоких эксплуатационных температур требуются устройства слежения за солнцем.

Солнечные воздушные коллекторы[править | править код]

Солнечные воздушные коллекторы — это приборы, работающие на энергии Солнца и нагревающие воздух. Солнечные воздушные коллекторы чаще всего используются для отопления помещений, сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора.

В некоторых солнечных воздухонагревателях к поглощающей пластине присоединены вентиляторы, которые улучшают теплопередачу. Недостаток этой конструкции в том, что она расходует энергию на работу вентиляторов, таким образом увеличивая затраты на эксплуатацию системы. В холодном климате воздух направляется в промежуток между пластиной-поглотителем и утеплённой задней стенкой коллектора: таким образом избегают потерь тепла сквозь остекление. Однако, если воздух нагревается не более, чем на 17 °С выше температуры наружного воздуха, теплоноситель может циркулировать по обе стороны от пластины-поглотителя без больших потерь эффективности.

Основными достоинствами воздушных коллекторов являются их простота и надёжность. При надлежащем уходе качественный коллектор может прослужить 10-30 лет, а управление им весьма несложно. Теплообменник не требуется, так как воздух не замерзает.

Солнечный водонагреватель на жилом доме. Мальта.

Солнечные коллекторы применяются для отапливания промышленных и бытовых помещений, для горячего водоснабжения производственных процессов и бытовых нужд. Наибольшее количество производственных процессов, в которых используется тёплая и горячая вода (30—90 °C), проходят в пищевой и текстильной промышленности, которые таким образом имеют самый высокий потенциал для использования солнечных коллекторов.

В Европе в 2000 году общая площадь солнечных коллекторов составляла 14,89 млн м², а во всём мире — 71,341 млн м².

Солнечные коллекторы — концентраторы могут производить электроэнергию с помощью фотоэлектрических элементов или двигателя Стирлинга.

Солнечные коллекторы могут использоваться в установках для опреснения морской воды. По оценкам Германского аэрокосмического центра (DLR) к 2030 году себестоимость опреснённой воды снизится до 40 евроцентов за кубический метр воды^[2]

В России[править | править код]

По исследованиям ОИВТ РАН в тёплый период (с марта—апреля по сентябрь) на большей части территории России средняя дневная сумма солнечного излучения составляет 4,0-5,0 кВтч/м² (на юге Испании — 5,5-6,0 кВтч/м², на юге Германии — до 5 кВтч/м²). Это позволяет нагревать для бытовых целей около 100 л воды с помощью солнечного коллектора площадью 2 м² с вероятностью до 80 %, то есть практически ежедневно. По среднегодовому поступлению солнечной радиации лидерами являются Забайкалье, Приморье и Юг Сибири. За ними идут юг европейской части (приблизительно до 50º с.ш.) и значительная часть Сибири.

Использование солнечных коллекторов в России составляет 0,2 м²/1000 чел.. В Германии эксплуатируется 140 м²/1000 чел., в Австрии 450 м²/1000 чел., на Кипре около 800 м²/1000 чел..

В летнем периоде, большинство районов России вплоть до 65º с.ш. характеризуются высокими значениями среднедневной радиации. В зимнее время количество поступающей солнечной энергии снижается в зависимости от широтного расположения установки в несколько раз.

Для всесезонного применения установки должны иметь большую поверхность, два контура с антифризом, дополнительные теплообменники. В таком случае применяется вакуумированные коллекторы или плоские коллекторы с высокоселективным покрытием, поскольку разность температур между нагреваемым теплоносителем и наружным воздухом больше. Однако такая конструкция выше по стоимости.^[1]

Сооружение коллекторов в настоящее время осуществляется, в основном, в Краснодарском крае, Бурятии, в Приморском и Хабаровском краях.^[3]

Солнечная башня, Севилья, Испания. Построена в 2007 г.

Впервые идея создания солнечной электростанции промышленного типа была выдвинута советским инженером Н. В. Линицким в 1930-х гг. Тогда же им была предложена схема солнечной станции с центральным приёмником на башне. В ней система улавливания солнечных лучей состояла из поля гелиостатов — плоских отражателей, управляемых по двум координатам. Каждый гелиостат отражает лучи солнца на поверхность центрального приёмника, который для устранения влияния взаимного затенения поднят над полем гелиостатов. По своим размерам и параметрам приёмник аналогичен паровому котлу обычного типа.

Экономические оценки показали целесообразность использования на таких станциях крупных турбогенераторов мощностью 100 МВт. Для них типичными параметрами являются температура 500 °C и давление 15 МПа. С учётом потерь для обеспечения таких параметров требовалась концентрация порядка 1000. Такая концентрация достигалась с помощью управления гелиостатами по двум координатам. Станции должны были иметь тепловые аккумуляторы для обеспечения работы тепловой машины при отсутствии солнечного излучения.

В США с 1982 г. было построено несколько станций башенного типа мощностью от 10 до 100 МВт. Подробный экономический анализ систем этого типа показал, что с учётом всех затрат на сооружение 1 кВт установленной мощности стоит примерно $1150. Один кВт·ч электроэнергии стоил около $0,15.

Параболоцилиндрические концентраторы[править | править код]

Параболоцилиндрические концентраторы.

Параболоцилиндрические концентраторы имеют форму параболы, протянутую вдоль прямой.

В 1913 году Франк Шуман построил в Египте водоперекачивающую станцию из параболоцилиндрических концентраторов. Станция состояла из пяти концентраторов каждый 62 метра в длину. Отражающие поверхности были изготовлены из обычных зеркал. Станция вырабатывала водяной пар, с помощью которого перекачивала около 22 500 литров воды в минуту^[4].

Параболоцилиндрический зеркальный концентратор фокусирует солнечное излучение в линию и может обеспечить его стократную концентрацию. В фокусе параболы размещается трубка с теплоносителем (масло), или фотоэлектрический элемент. Масло нагревается в трубке до температуры 300—390 °C. В августе 2010 года специалисты NREL испытали установку компании SkyFuel. Во время испытаний была продемонстрирована термальная эффективность параболоцилиндрических концентраторов 73 % при температуре нагрева теплоносителя 350 °C^[5].

Параболоцилиндрические зеркала изготовляют длиной до 50 метров. Зеркала ориентируют по оси север—юг, и располагают рядами через несколько метров. Теплоноситель поступает в тепловой аккумулятор для дальнейшей выработки электроэнергии паротурбинным генератором.

С 1984 года по 1991 год в Калифорнии было построено девять электростанций из параболоцилиндрических концентраторов общей мощностью 354 МВт. Стоимость электроэнергии составляла около $0,12 за кВт·ч.

Германская компания Solar Millennium AG строит во Внутренней Монголии (Китай) солнечную электростанцию. Общая мощность электростанции увеличится до 1000 МВт к 2020 году. Мощность первой очереди составит 50 МВт.

В июне 2006 года в Испании была построена первая термальная солнечная электростанция мощностью 50 МВт. В Испании к 2010 году может быть построено 500 МВт электростанций с параболоцилиндрическими концентраторами.

Всемирный банк финансирует строительство подобных электростанций в Мексике, Марокко, Алжире, Египте и Иране.

Концентрация солнечного излучения позволяет сократить размеры фотоэлектрического элемента. Но при этом снижается его КПД, и требуется некая система охлаждения.

Экспериментальный коллектор НПО «Астрофизика»

Параболические концентраторы имеют форму параболоида вращения. Параболический отражатель управляется по двум координатам при слежении за солнцем. Энергия солнца фокусируется на небольшой площади. Зеркала отражают около 92 % падающего на них солнечного излучения. В фокусе отражателя на кронштейне закреплён двигатель Стирлинга, или фотоэлектрические элементы. Двигатель Стирлинга располагается таким образом, чтобы область нагрева находилась в фокусе отражателя. В качестве рабочего тела двигателя Стирлинга используется, как правило, водород, или гелий.

В феврале 2008 года Национальная лаборатория Sandia достигла эффективности 31,25 % в установке, состоящей из параболического концентратора и двигателя Стирлинга^[6].

В настоящее время строятся установки с параболическими концентраторами мощностью 9—25 кВт. Разрабатываются бытовые установки мощностью 3 кВт. КПД подобных систем около 22—24 %, что выше, чем у фотоэлектрических элементов. Коллекторы производятся из обычных материалов: сталь, медь, алюминий, и т. д. без использования кремния «солнечной чистоты». В металлургии используется так называемый «металлургический кремний» чистотой 98 %. Для производства фотоэлектрических элементов используется кремний «солнечной чистоты», или «солнечной градации» с чистотой 99,9999 %^[7].

В 2001 году стоимость электроэнергии, полученной в солнечных коллекторах составляла $0,09—0,12 за кВт·ч. Департамент энергетики США прогнозирует, что стоимость электроэнергии, производимой солнечными концентраторами снизится до $0,04—0,05 к 2015 — 2020 году.

Компания Stirling Solar Energy разрабатывает солнечные коллекторы крупных размеров — до 150 кВт с двигателями Стирлинга. Компания строит в южной Калифорнии крупнейшую в мире солнечную электростанцию. До 2010 года будет 20 тысяч параболических коллекторов диаметром 11 метров. Суммарная мощность электростанции может быть увеличена до 850 МВт.

Линзы Френеля используются для концентрации солнечного излучения на поверхности фотоэлектрического элемента или на трубке с теплоносителем. Применяются как кольцевые, так и поясные линзы. В английском языке употребляется термин LFR — linear Fresnel reflector.

В 2010 году во всём мире работало 1170 МВт солнечных термальных электростанций. Из них в Испании 582 МВт и в США 507 МВт. Планируется строительство 17,54 ГВт солнечных термальных электростанций. Из них в США 8670 МВт, в Испании 4460 МВт, в Китае 2500 МВт^[8]. В 2011 году насчитывалось 23 производителя и поставщика плоских коллекторов из 12 стран; 88 производителей и поставщиков вакуумных коллекторов из 21 страны.^[9]

• А. И. Капралов Рекомендации по применению жидкостных солнечных коллекторов. ВИНИТИ, 1988
• Гелиотехника. Академия Наук Узбекской АССР, 1966
• Солнечный душ // Наука и жизнь, издательство Правда. 1986 № 1, стр 131
• Г. В. Казаков Принципы совершенствования гелиоархитектуры. Свит, 1990