Конечно, использовать возможности вечного двигателя для обогрева собственного жилья при сегодняшнем уровне развития техники не выйдет. А вот использовать практически неисчерпаемый источник энергии поможет отопление частного дома солнечными коллекторами, для работы которых не требуется никакого топлива, вполне достаточно обычного дневного света.
Достаточно простая конструкция способна обеспечить получение немалого количества тепловой энергии, причем практически бесплатной.
Виды преобразователей солнечной энергии
Для преобразования энергии солнечного света в доступную для бытового и промышленного применения могут использоваться несколько типов оборудования.
Основными из них считаются:
- Солнечные батареи, преобразующие свет в электрическую энергию. Основу таких батарей составляют современные полупроводниковые приборы, способные изменять свои электротехнические характеристики в зависимости от уровня освещенности. Отопление на солнечных батареях предполагает использование традиционных электрических отопительных устройств, которые работают на аккумулированной энергии.
- Более простой является схема солнечного коллектора, позволяющего преобразовывать солнечную энергию непосредственно в тепловую. Такая технология позволяет избежать необходимости превращения солнечного света в электроэнергию для последующей передачи потребителям. Ликвидация промежуточного звена в схеме позволяет получить установку с достаточно высоким КПД, при этом конструкция коллектора отличается простотой и возможностью самостоятельного изготовления.
Отопление частного дома солнечными батареями, конечно же, более современный вариант, определенно имеющий будущее. Но высокая стоимость фотоэлементов, преобразующих свет в электрическую энергию, делает недоступной широкое применение данной технологии в быту. Именно поэтому стоит детально рассмотреть второй вариант, солнечный коллектор может быть собран самостоятельно, а его эксплуатация и обслуживание не вызовет затруднений.
Солнечный коллектор — устройство и принцип работы
Устройство данного типа может эффективно применяться для обеспечения горячего водоснабжения и отопления дома. Целесообразно монтировать панели солнечные для отопления в регионах с высоким количеством ясных дней.
При этом стоит учитывать тот факт, что при экстремально низких температурах теплоноситель может замерзнуть из-за нехватки мощности коллектора, поэтому необходимо предусмотреть возможность слива воды или применять незамерзающие технические жидкости (масло и другое).
Принцип действия солнечного коллектора достаточно прост. Под воздействием энергии солнечного света происходит нагрев теплоносителя в батарее коллектора. Разность плотности холодной и горячей воды (или другого теплоносителя) обеспечивает его естественную циркуляцию в системе, в большинстве случаев установка насоса для создания подпора не требуется.
Сделать солнечный коллектор самостоятельно несложно, основными узлами установки считаются:
- Батарея (непосредственно коллектор) представляет собой радиатор, размещенный в утепленном коробе. Именно объем коллектора и протяженность труб, входящих в него и определяет тепловую мощность установки.
- Накопительный бак предназначен для обеспечения запаса воды, предназначенной для обеспечения нужд отопления и горячего водоснабжения. В его нижнюю часть врезан трубопровод обратки из системы отопление (подается остывшая вода), а отбор горячей воды осуществляется из верхней части.
- Аванкамера (расширительный бак) предназначена для обеспечения постоянного уровня воды в системе, благодаря ей предотвращается возможность завоздушивания магистралей и обеспечивается циркуляция теплоносителя.
Помимо этих элементов солнечное отопление частного дома включает в себя систему трубопроводов, запорную арматуру для регулировки потоков, слива теплоносителя, отопительные приборы.
Реально ли смонтировать солнечный коллектор самостоятельно?
Панель солнечного коллектора представляет собой систему соединенных между собой труб, помещенную в утепленный короб. Для изготовления панели можно применять трубы различного диаметра, при этом больший основные элементы соединяются между собой перемычками меньшего сечения (подобную конструкцию имеет отопительный регистр).
Устройство солнечного коллектора предполагает размещение теплообменного радиатора в утепленный короб. Для его монтажа могут применяться различные материалы (от фанеры и OSB до обычных досок), утепление можно выполнить пенопластом или минеральной ваты достаточной для региона толщины. Для увеличения эффективности установки внутренняя часть короба и сам радиатор красят черной краской, которая обеспечит увеличение поглощения солнечного света и позволит увеличить тепловую мощность установки.
Устанавливать панель коллектора необходимо с южной стороны строения, при этом угол наклона к горизонту должен составлять 30-45 градусов, это обеспечит более устойчивую циркуляцию теплоносителя.
Накопительный бак должен иметь объем, позволяющий обеспечить потребность всех потребителей. Обычно его емкость составляет 300-500 литров (если бак такого объема подобрать сложно, можно соединить между собой несколько отдельных емкостей). Необходимо предусмотреть мероприятия по утеплению этого устройства, это позволит снизить неэффективные потери тепловой энергии, что обеспечит более качественное отопление дома. По уровню расположения накопительный бак должен быть несколько выше, чем солнечная панель, минимальное расстояние между ними составляет 0,7-1 метр.
В верхней точке системы устанавливается аванкамера емкостью до 40-50 литров. Он оснащается краном поплавкового типа и дренажным трубопроводом. Эти элементы обеспечат подпитку системы из подключенного трубопровода холодного водоснабжения при снижении уровня теплоносителя.
Особенности монтажа
Стоит сказать о том, что для обеспечения эффективности работы коллектора необходимо особенное внимание уделить утеплению всех элементов системы, в том числе и подключенных трубопроводов. Это позволит снизить теплопотери сети.
Кроме того, помните о том, что температура нагрева воды может быть достаточно высокой, поэтому при использовании ее в горячем водоснабжении предусмотрите установку смесителей в конечных точках отбора, иначе избежать ожогов не удастся.
Устройства для стравливания воздуха, попадающего в систему, позволят обеспечить бесперебойную циркуляцию воды по системе, а дренажные (сливные) трубопроводы позволять предотвратить замерзание воды в сильные морозы.
Как видите, сделать солнечный коллектор своими руками достаточно просто. Его конструкция не предполагает необходимости применения дорогостоящих элементов, вполне хватит общедоступных труб, утеплителя, материалов для возведения корпусов элементов. Все это легко можно найти практически у каждого владельца загородного дома или дачи.
Срок окупаемости такой установки составляет 2-3 года, поэтому ее применение весьма целесообразно с экономической точки зрения.
