Гелиосистема или солнечный коллектор для отопления дома
SuperExploer
Автор: 11 ноября 2015 17:23
Гелиосистема — устройство для преобразования энергии солнечной радиации в другие, удобные для использования виды энергии (напр., тепловую или электрическую через тепловую). Гелиоустановки применяют для нагревания и охлаждения воды и воздуха, сушки овощей и фруктов, опреснения воды, выработки электроэнергии и в других целях.
Гелиоустановки являются экологически чистыми источниками возобновляемой энергии. Во многих странах наряду с опытными действуют гелиоустановки, изготовляемые серийно. В большинстве развитых стран, установка гелиосистем поощряется на уровне государства.Обычно применяются для нужд горячего водоснабжения и отопления помещений.
Применение
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.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
В РоссииПо 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.
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 разы.
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 больше разность температур между нагреваемым теплоносителем и наружным воздухом. Однако такая конструкция выше по стоимости.
Сооружение коллекторов в настоящее время осуществляется, в основном, в Краснодарском крае, Бурятии, в Приморском и Хабаровском краях
Ссылки по теме:
Понравился пост? Поддержи Фишки, нажми:
Новости партнёров
Солнечный коллектор своими руками: фото сборки, подробное описание
Пошаговые фото изготовления солнечного коллектора для нагрева воды с описанием сборки абсорбера в домашних условиях.
Автором самоделки было принято решение сделать конструкцию коллектора из медных труб и листов с селективным покрытием из оксида меди.
Радиатор был спаян из двух боковых труб сечением 22 мм, длина каждой трубы 1250 мм и десяти поперечных туб общей длиной 2000 мм, наружным диаметром 9,5 мм.
На фото: сборка радиатора для колеектора из медных трубок.
В боковых трубах были просверлены отверстия по 9,5 мм, через каждые 10 см. Затем вставлены боковые трубки на глубину 5 – 10 мм. Спаял соединения газовой горелкой, использовал мягкий припой.
Затем на концы труб радиатора припаял по диагонали пару заглушек и пару соединений по резьбу на 3/4 дюйма.
Теперь нужно припаять ленты из листовой меди в одно полотно, ленту шириной 300 мм разрезал на полосы длиной по 1 метру, паял внахлёст на 10 мм, в результате из 7 лент было спаяно полотно размером 1000 х 2070 мм.
Затем медное полотно было припаяно к трубам радиатора. Использовал горелку и припой SANHA, также часть труб паял припоем ПОС 40. Паять трубы к пластине нужно по всей длине, зазоры оставлять недопустимо. Для хорошего контакта при пайке, трубки придавил грузом.
На фото процесс пайки абсорбера.
На пайку ушло 3 дня.
Следующий шаг: делаем селективное покрытие своими руками.
Конечно абсорбер можно покрасить чёрной термостойкой краской она хорошо поглощает солнечную энергию, но такое покрытие имеет довольно высокий процент излучения до 80%. Можно использовать специальную селективную краску с низким излучением, но она стоит довольно дорого.
Есть ещё более эффективный метод – это покрытие абсорбера оксидом меди (чернение), оно имеет хороший коэффициент поглощения (70 — 90%) и низкий коэффициент излучения до 20%.
Было решено сделать чернение меди, для этого нужно окислить медь на поверхность абсорбера чтобы получился CuO.
Для этого нужно сделать раствор и нанести его на поверхность меди, есть несколько рецептов такого раствора:
- Каустическая сода (NaOH) — 50-60 г.
- Персульфат калия (K2S2O8) — 14-16 г.
- Вода 1л.
Раствор №2.
- Каустическая сода (NaOH) — 100г.
- Хлорит натрия NaClO2 – 60г.
- Вода – 1 л.
Раствор №3.
- (NaOH) — 50-60 г.
- Аммоний надсернокислый (Nh5)2S2O8 — 14-16 г.
- Вода 1л.
Можно использовать любой из этих рецептов.
Раствор нужно использовать сразу после его приготовления, наносить его нужно только на обезжиренную поверхность, при этом саму поверхность и раствор нужно подогреть до температуры 65 градусов.
При работе с едкий натрием NaOH, нужно соблюдать технику безопасности, работать в защитных очках, одежде и перчатках, при попадании вещества на кожу можно получить химический ожог.
(Nh5)2S2O8 он же аммоний надсернокислый, при нагревании выделяет аммиак, работать с ним нужно на открытом воздухе и в специальном респираторе с защитой от аммиака.
На фото респиратор с защитой от аммиака справа.
Сделал ванну из кирпича и полиэтиленовой плёнки, положил в неё абсорбер лицевой стороной вниз.
Затем залил раствором, накрыл сверху подручными материалами, чтобы раствор меньше испарялся и оставил на ночь.
Чернение прошло не во всех местах, остались непокрытые участки.
Решил провести местное очернение, по коллектору погнал горячую воду чтобы поддерживать температуру около 60 градусов, а сверху налил раствор.
Результат.
Для изготовления корпуса солнечного коллектора использовал плиты OSB толщиной 10 мм, раскроил и собрал короб металлическими уголками и шурупами.
В качестве утеплителя на дно короба положил минеральную вату толщиной 50 мм, обработал гидрофобизатором и покрыл фольгой.
Между фольгой и радиатором оставил зазор 2 см, чтобы фольга отражала остатки тепла обратно на коллектор.
По контуру наклеил уплотнитель.
Установил стеклопакет, вес самого стекла более 40 кг, было решено ставить стекло прямо на месте установки коллектора.
Самодельный коллектор для нагрева воды готов к испытаниям.
Провёл испытания самодельного солнечного коллектора.
Февраль, полдень, температура воздуха +6 градусов. Установили сначала короб с абсорбером, затем стеклопакеты.
Для проверки в патрубок залили порцию воды 200г, через десять секунд из коллектора начал выходить пар, термометр показывал — 96 — 98 градусов.
На фото: утеплитель на выходном патрубке оплавился.
Показания термометра на выходном патрубке в солнечную погоду.
Испытания прошли успешно, в доказательство автор снял видео работы солнечного коллектора, который он сделал своими руками.
Солнечный коллектор своими руками: 19 фото изготовления
Самодельный солнечный коллектор из ПВХ шланга сделанный своими руками. Пошаговое изготовление солнечного коллектора мощностью 2,3 кВт*ч для нагрева воды: 19 фото.
С помощью самодельного солнечного нагревателя, можно бесплатно нагревать воду для домашних нужд: для душа, рукомойника, раковины на кухне.
Конструкция коллектора довольно проста и сделать его своими руками сможет каждый.
Изготовление самодельного солнечного коллектора.
Для сборки коллектора понадобились следующие материалы:
- Лист OSB 2500 х 1250 мм – 1 шт.
- Брус 40 х 50 х 4500 мм – 2 шт.
- Поликарбонат – 2100 х 1200 мм.
- Листы пенополистирола – толщина 20 мм – 3 шт.
- Фольгированный утеплитель – 2 м.
- Перфорированная жесть – 2 м.
- ПВХ шланг – 25 м.
- Эмаль ПФ 115 – 1 л.
- Чёрная краска в баллончике – 1 шт.
- Шурупы 35 мм – 100 шт.
Далее вашему вниманию предоставлены фото сборки самоделки.
Распилены бруски.
Под лист поликарбоната в брусках сделан пропил.
Состыковал бруски по углам в замок.
Чтобы короб был герметичным, промазал бруски силиконом.
Короб основа под солнечный коллектор готова.
В короб уложены листы пенополистирола, сверху наклеен фольгированный утеплитель.
Шлаг будет крепиться проволокой, для этого на коробе закрепил полоски перфорированной жести с отверстиями, через которые была вставлена проволока.
На дно короба уложен и закреплён проволокой ПВХ шланг.
Концы шланга выведены из короба через отверстия в брусках.
Чтобы увеличить площадь поглощения солнечной энергии фольгированная поверхность покрашена чёрной краской из баллончика.
Короб закрыт поликарбонатом и посажен на силикон.
Солнечный коллектор подключён к баку ёмкостью на 500 литров.
Для перекачивания воды по системе был установлен циркуляционный насос.
Панель коллектора установлена по направлению в солнечную сторону.
Эффективность работы самодельного солнечного коллектора:
В 17:00 набрана ёмкость воды 500 л и включен циркуляционный насос, начальная температура воды +24 °С.
В 18:00 температура воды в баке поднялась до +28°С.
Подсчитаем мощность солнечного коллектора по формуле:
Q=c*m*(t2-t1).
Удельная теплоемкость для воды с = 4183 (Дж*кг*К).
Масса 0.5 куб. м воды m=500.
Температура t2 — t1 = 28 — 24 = 4 °С.
Q = 4183*500*4 = 8366000 (Дж) = 8366 (КДж).
1 (кДж) = 0,28 (Вт/ч)
Мощность самодельного коллектора составила = 2,342 Киловатт в час.
Интересное видео: самодельный солнечный коллектор из шланга.
Видео солнечный коллектор для дачи.
Солнечный коллектор своими руками: принцип сборки
Оглавление:
Устройство и принцип работы солнечного коллектора
Солнечный коллектор своими руками: как и из чего изготовить
Дороговизна традиционных энергоносителей, используемых в быту, заставляет человека двигаться дальше и искать новые источники энергии, которые в полной мере могли бы заменить существующие. Наиболее часто используемой альтернативной энергией является солнечная – ее человек уже достаточно эффективно научился использовать в разных направлениях. Об одном из таких направлений пойдет речь в этой статье, в которой вместе с сайтом stroisovety.org мы рассмотрим вопрос нагрева воды с помощью солнечной энергии и поговорим о том, как сделать солнечный коллектор своими руками.
Солнечные коллекторы для отопления фото
Устройство и принцип работы солнечного коллектора
Чтобы понимать, с чем придется столкнуться на пути изготовления солнечного водонагревателя, для начала необходимо разобраться с его конструкцией и принципом работы. Как ни странно, но солнечный коллектор для нагрева воды устроен достаточно просто – в его принцип работы заложены элементарные законы физики, согласно которым жидкость с большей плотностью вытесняет менее плотную жидкость.
По сути, такой же принцип работы заложен в работу системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя – горячая вода поднимается вверх, а холодная помогает ей в этом. Разница между таким отоплением и солнечным коллектором заключается исключительно в способе нагрева жидкости, в нашем случае – воды, которая просто нагревается на солнце.
Солнечный коллектор для нагрева воды фото
Итак, исходя из этого принципа вырисовывается и самая оптимальная конструкция солнечного водонагревателя – по сути, это вертикально расположенный змеевик, вода в котором по мере нагревания поднимается в его верхнюю точку, после чего благополучно поступает в накопительный резервуар, из которого осуществляется забор жидкости.
Следует понимать, что для эффективной работы самодельный солнечный коллектор необходимо обеспечить естественной циркуляцией жидкости – остывшая или не до конца нагревшаяся вода с накопительного бака должна поступать в коллектор, из которого после очередного цикла подогрева возвращаться в накопительный резервуар, требующего, кстати, хорошего утепления.
Плоский солнечный коллектор фото
Исходя из выше изложенного, формируется и принцип установки различных узлов альтернативного солнечного обогревателя. Чтобы обеспечить жизненно важную циркуляцию жидкости, не прибегая к помощи насоса, установка солнечного коллектора выполняется в самом высоком месте (как правило, на крыше), а монтаж накопительного резервуара ниже него (например, на чердаке).
Такое устройство, установленное на доме и изготовленное в заводских условиях с применением современных технологий, способно не только обеспечить небольшой домик горячей водой, но и теплом. Да, солнечный коллектор даже зимой работает не только в системе водоснабжения, но и в системе отопления. Но это заводской коллектор, изготовленный из вакуумных трубок и практически не имеющий теплопотерь. А самодельный солнечный коллектор для дома реально справится только с обеспечением горячей воды, и то лишь в ясный солнечный день. Но даже это неплохо и позволяет сэкономить немало дорогостоящих природных ресурсов.
Солнечные коллекторы для дома фото
Солнечный коллектор своими руками: как и из чего изготовить
Для начала разберемся с основанием для солнечного коллектора – наиболее простым решением будет собрать его на большом листе толстого пластика. Можно использовать и материал типа ОСБ-3, но его придется капитально защитить от атмосферной влаги. Но даже с учетом таких мер предосторожности обеспечить долгий срок эксплуатации основания не получится, поскольку дерево есть дерево. Поэтому пластик будет именно тем материалом, который, как говорится, прописал доктор – легкий, прочный и долговечный.
Основание для солнечного коллектора должно притягивать солнечный цвет, а не отражать. В этом отношении лучшим вариантом будет его черная окраска. С этим, я думаю, у вас проблем не возникнет.
Солнечный коллектор своими руками фото
Теперь о самом коллекторе. В идеале его необходимо изготовить из прозрачного материала – трубки из стекла или прозрачного пластика будут наиболее рациональным решением. В принципе, их можно заменить обыкновенной металлопластиковой трубой, окрашенной в черный цвет – этот материал для коллектора достаточно легко уложить и закрепить на основании.
Здесь следует принимать во внимание один нюанс – площадь обогрева. Трубки придется укладывать как можно плотнее друг к другу. Если вы думаете, что ее легко изогнуть под малым радиусом закругления, вы ошибаетесь. Придется использовать массу соединительных угловых фитингов. Закрепить трубу на пластиковое основание можно с помощью клипс, предназначенных для ее монтажа. На краях коллектора необходимо установить концевые фитинги – к верхнему краю через тройник привинчивается сбросник для воздуха (можно автоматический) а к нижнему – посредством отдельной трубы подключается накопительный резервуар.
Самодельный солнечный коллектор фото
Вот мы добрались и до теплозащищенного накопительного бака. Пожалуй, здесь ни у кого не возникнет вопросов, из чего его сделать. Вы правы, нам нужен электрический водонагреватель. Именно его можно будет зимой использовать по назначению, а летом, когда много солнечных дней, применять в качестве хранилища нагретой солнечными лучами воды. Так что не спешите его разбирать и удалять всю начинку.
Теперь о его подключении. Для начала подсоедините бак к системе существующего водопровода положенным для него способом. Потом к патрубку холодного водопровода через тройник и отсекающий кран подсоедините низ солнечного коллектора. Точно так же, только к верхнему концевому фитингу, необходимо подсоединить через тройник и кран патрубок горячего водопровода.
Как собрать солнечный коллектор своими руками фото
Вот, в принципе, и все. Осталось только разобраться, как вся эта система работает и как ею управлять. Это не так уж и сложно, как вам кажется. Вместо привычных двух отсекающих кранов в нашей ситуации имеется четыре – с их помощью и будем переключать систему в зимний и летний режим работы. Для лета необходимо открыть все четыре крана и отключить подачу электроэнергии. Для зимы краны, обеспечивающие циркуляцию воды через плоский солнечный коллектор, нужно закрыть и включить подачу электроэнергии на водонагревательный бак.
Как видите, все просто, но необходимо помнить, что при переходе на зимний период воду с коллектора нужно слить – иначе она замерзнет, и все ваши труды пойдут насмарку.
Как работает солнечный коллектор зимой
Именно так собирается солнечный коллектор своими руками. Конечно, его эффективность не идет ни в какое сравнение с производительностью заводского агрегата, в котором для нагрева воды используются вакуумные трубки, но все же он в состоянии сэкономить изрядную часть семейного бюджета.
Автор статьи Александр Куликов
