Солнечная батарея из пластиковых бутылок своими руками. Солнечный коллектор своими руками — как собрать гелиоколлектор. Гелиосистема из пластиковых бутылок

Когда на улице жарко, в мире существенно возрастает количество такого мусора как пластиковые бутылки. Это бутылки от минеральной воды, от соков, пива и много другого. Одним автором был предложен способ, как этот материал можно использовать при создании очень полезной самоделки . Речь идет о таком устройстве как солнечный коллектор, который позволяет получать бесплатно горячую воду от солнечной энергии.

Автором этой самоделки стал бразилец по имени Jose Alano. Ее особенность в том, что такой коллектор способен активно работать как при восходе, так и закате солнца. Все дело в том, что солнечные лучи проникают сквозь бутылку и нагревают воду. Если же говорить о коллекторах со стеклом, то там солнечные лучи отражаются от поверхности, если не проходит под углом близкому к 90 градусам.

Материалы и инструменты для самоделки:
- пластиковые бутылки (их количество зависит от масштаба коллектора);
- тетра пака от сока или молока;
- ПВХ труба с внешним диаметром 20 мм и тройники (можно использовать медную трубку, но это дорогой материал);
- картон;
- канцелярский нож;
- черная термостойкая краска;
- ножницы;
- накопительный бак.

Процесс изготовления коллектора:

Шаг первый. Подготовка бутылок
Для создании коллектора нужны бутылки одинаковой формы, поэтому нужно немного постараться и найти их подходящее количество. Это нужно для того, чтобы можно было вставить бутылки друг в дружку, таким образом, образуется цепь из бутылок.

Когда бутылки найдены, нужно их вымыть и снять этикетки. Далее берется картон и из него изготавливается шаблон. Впоследствии, используя этот шаблон, у бутылок нужно отрезать нижнюю часть на заданном уровне. Это удобно делать канцелярским ножом.

Шаг второй. Делаем абсорбер
Чтобы сделать абсорбер понадобится тара от молока или соков (тетра паки). Пакеты нужно хорошенько промыть, поскольку содержимое при нагревании закиснет, и будет издавать неприятный запах. После сушки материал нарезается так, как указано на картинках. После этого его нужно покрасить черной краской (термостойкой).

Шаг третий. Собираем коллектор
Теплообменник собирается из ПВХ труб, диаметр которых составляет 20 мм. Для этих целей нужно использовать только те трубы, которые предназначены для горячего водоснабжения. Уголки и тройники в верхней части соединяются с помощью клея для ПВХ. Чтобы повысить КПД коллектора, трубы нужно покрасить в черный цвет.

Собирается конструкция следующим образом. Сперва нужно взять бутылку и надеть ее на бутылку горлышком вперед. Затем берется абсорбер (тетра пак) и вставляется в бутылку до упора. Длина трубы составляет порядка 105 см, при этом количество бутылок на ней собранных таким образом не должно быть более пяти.

Шаг четвертый. Установка коллектора
Для установки коллектора понадобится деревянная или металлическая опора. Его нужно развернуть так, чтобы на него падало солнце, нужно ориентироваться на южном направлении.

Чтобы вода могла циркулировать естественным образом, бак нужно разместить по уровню выше коллектора. Теперь холодная вода будет опускаться вниз, так как она тяжелее, а горячая будет расширяться и поступать в бак. Расстояние от коллектора до бака должно быть минимум 30 см, тогда циркуляция будет проходить с нужной интенсивностью. Благодаря такому подходу никакие помпы не будут нужны. Бак нужно утеплить, чтобы снизить тепловые потери.

Еще систему можно оснастить турбулентным редуктором. Он нужен для того, чтобы горячая вода поступала в бак плавно и без напора, при этом плавно перемешиваясь с холодной. Изготавливается он из бутылки с закрытым дном, в ней нужно сделать ряд отверстий.

Концепция проекта

Суть солнечного коллектора заключается в том, что холодная вода из резервуара поступает самотеком в коллектор. Нагретая вода поднимается по каналам вверх и поступает обратно в резервуар. Таким образом, создается естественная циркуляция в замкнутой системе.
Коллектор изготавливается из листа поликарбоната или другого пластика с полыми квадратами внутри, идущими вдоль. Чтобы увеличить поглощение солнечного света и повысить производительность коллектора (скорость нагревания воды), пластик можно выкрасить в черный цвет. Но здесь важно помнить, что лист изготовлен из довольно тонкого поликарбоната, поэтому при сильном нагреве при отсутствии циркуляции, он может размягчиться или деформироваться, что повлечет за собой протечки воды.
Также стоит отметить, что данное приспособление не подходит для установки в жилых помещениях с целью горячего водоснабжения. Этот экспериментальный проект скорее подходит для оборудования летнего душа на дачном участке.

Инструменты и материалы

Из инструментов потребуется:

• Дисковая и ручная пила.
• Электродрель.
• Рулетка.
• Отвертка.
• Пистолет для силиконового клея.
• Строительный степлер.

Материалы для коллектора:

• Лист поликарбоната с полыми каналами.
• Трубка из АБС-пластика.
• 4 заглушки на трубки.
• 2 ½ дюймовых пластиковых ниппеля с резьбой и штуцером для шланга.
• Туба силиконового герметика.
• Баллончик с краской, если планируется окрашивание.

Материалы для рамы:

• 1 лист фанеры.
• Лист пенополистирола. Также можно использовать квадраты пенопласта.
• Деревянный брус сечением 100×100 мм.
• Полиэтиленовая пленка, скотч.
• Болты, гайки, шайбы, скобы для крепления.

Материалы для организации циркуляции воды:

• Подходящий резервуар или емкость для воды.
• Для подключения резервуара потребуется садовый шланг, длина которого зависит от удаленности емкости с водой от самого коллектора.
• Несколько хомутов для подсоединения шланга.

Для наглядности тестирования работоспособности водогрейного коллектора я использовал цифровой термометр.

Пошаговая технология сборки солнечного коллектора

Прежде всего, нужно разрезать лист поликарбоната под необходимые размеры. Я запланировал сделать коллектор размером 1×2 метра, и исходил из этого факта. Очередность работ следующая:

Чтобы герметик хорошо высох, собранную конструкцию нужно оставить в неподвижном состоянии примерно на сутки, после чего можно приступать к проверке герметичности. Для этого к входящему и выходящему переходнику подсоединяются шланги, один их которых подключается к водопроводу. После того, как коллектор полностью наполнен водой, проверяются все швы и соединения на предмет протечек. Если обнаружено подтекание, вода сливается и после высыхания проблемное соединение герметизируется заново.
Чтобы была возможность рассчитать производительность и эффективность коллектора, нужно узнать его объем. Для этого воду из коллектора нужно слить в какую-либо емкость. Например, моя панель содержит 7,2 литра (вместе со шлангами).

Изготовление рамки и сборка панели

В принципе, коллектор уже можно использовать, уложив его на крышу или другую ровную неподвижную поверхность. Но я решил сделать для пластиковой панели своеобразный корпус, чтобы снизить вероятность повреждения при подъеме/спускании с крыши сарая, в котором решил обустроить летний душ, так как на зиму думаю его снимать.
Поэтапная сборка корпуса описана ниже:

Таким образом, я получил тепловой коллектор в надежном «корпусе», благодаря которому пластиковая панель защищена от механического воздействия.
Обратите внимание! Я использовал обычный прозрачный полиэтилен, но на фото выглядит, как будто он белого цвета – это блики.

Заполнение системы

Теперь можно заполнять коллектор водой и тестировать работоспособность системы. Я установил его под наклоном, а резервуар (пустой) – немного выше. Один шланг подключается к нижнему фитингу, второй – к верхнему. Для заполнения системы водой нижний шланг я подключил к водопроводу и немного открыл вентиль, чтобы система наполнялась водой постепенно. Это нужно для того, чтобы вода постепенно вытеснила весь воздух. Когда со второго шланга пошла вода (коллектор полностью заполнился), я открыл вентиль на всю, чтобы остатки воздуха вышли под давлением воды. Также я наполнил емкость для воды.

Когда в протоке воды, выходящей из выходного шланга, перестали наблюдаться пузырьки воздуха, я перекрыл воду, а оба конца шланга погрузил в воду в резервуаре (они всегда должны быть под водой, чтобы воздух не попал в систему).

Тестирование и испытание солнечного водонагревателя

Когда система наполнена, под действием солнечного тепла вода, находящаяся в тонких каналах пластиковой панели нагревается и постепенно движется вверх, образуя естественную циркуляцию. Холодная вода поступает из емкости по нижнему шлангу, а нагретая в коллекторе поступает в этот же резервуар по верхнему шлангу. Постепенно вода в емкости нагревается.

Для наглядности эксперимента я использовал цифровой термометр с выносным датчиком температуры. Сначала я измерил температуру воды в емкости – она составляла 23 °C. Затем я вставил датчик в выходной шланг, по которому в резервуар поступает нагретая в коллекторе вода. Термометр показал 50 °C. Система солнечного подогрева воды работает!

Заключение

По результатам тестирования работоспособности коллекторной системы в течение 1 часа, я получил нагрев 20,2 литров воды (7,2 литра в самом коллекторе и 13 литров я набрал в емкость для эксперимента) с 23 до 37 °C.
Конечно, производительность и эффективность системы зависит от солнечной активности: чем ярче светит солнце, тем сильнее нагреется вода и можно нагреть больший объем за меньшее время. Но для летнего душа, я думаю, этого коллектора вполне хватит.

Приятно, что рубрика журнала Homius «Истории» становится всё популярнее и некоторые авторы даже присылают продолжение своих статей и обзоров. Сегодня именно такой случай. В редакцию пришло ещё одно письмо от Владимира Алексеева из города Клин Московской области, уже знакомого нам по обзору способов использования . В этот раз Владимир решил продолжить тему и рассказать ещё о нескольких полезных вариантах.

В прошлом своём обзоре я сообщил о нескольких способах использования пластиковых бутылок для бытовых нужд. И вот, не удержался, решил продолжить тему. Ведь вариантов, как с пользой применить подобный материал, масса. Сегодня попробую описать наиболее интересные способы, которые помогут дачнику в его нелёгком труде. А начать бы хотелось с изготовления водосточной трубы, которую можно превратить в солнечный коллектор для летнего душа.

Вариант водосточной трубы, когда одна вставляется в другую почти до половины, известен всем. Сделать его несложно. Одна проблема – такой способ требует наличия приличного количества материала, а отходов в виде отрезанных донышек получается много. Как оказалось, есть менее затратный метод.

Для его осуществления понадобится:

• сверло диаметром 8 мм;
• перо шириной 12 мм;
• дрель или шуруповёрт.

Объём бутылки может быть любым, а вот горлышко обязательно должно быть узким. Для широкого потребуется другое перо.

Подготовка пластиковых бутылок к соединению

Сначала в дне бутылки, ровно по центру, нужно просверлить отверстие, диаметром 8 мм. Для того чтобы постоянно не менять местами сверло и перо, лучше сразу определиться с количеством бутылок, которое потребуется для получения нужной длины водостока.

Далее, в ход идёт перо. Здесь не следует сильно давить при сверлении. Лучше потратить немного больше времени, но при этом получить аккуратное ровное отверстие. По сути, для обычного водостока выполненной работы будет достаточно. Остаётся лишь ввернуть горлышко одной бутылки в отверстие, просверленное в дне другой. Ведь особая герметичность при изготовлении подобной водосточной трубы не нужна. Но такая конструкция может использоваться и в иных целях. На даче особенно востребован летний душ. Дальше речь пойдёт именно о нём.

В продолжение темы: солнечный коллектор для нагрева проточной воды

Представьте, что несколько рядов, собранных из тёмных бутылок описанным образом, разложены параллельно друг другу на крыше сарая, а на небольшом возвышении расположена ёмкость с водой. От нижней бутылки одного ряда проходит шланг, соединённый с донышком соседней линии. Получаем некоторое подобие змейки. То, что ёмкость расположена выше, обеспечивает необходимый напор. Получается, пока вода, прежде чем попасть в кран душа, пройдёт через несколько рядов тёмных бутылок и основательно прогреется. Сейчас расскажу, как сделать герметичную магистраль, способную выдержать небольшое давление.

Делаем герметичное соединение: что для этого нужно

Для того, чтобы соединение было не только герметичным, но и прочным (ведь давление воды будет пусть и не сильным, но достаточным), нужно подготовить некоторый инструмент. Для работы потребуется плашка для нарезки М27 (её также называют «леркой») и трубный метчик ¾″ (дюйма). Ещё один необходимый инструмент – клеевой термопистолет, который поможет герметизировать соединения.

Новая резьба на горлышке бутылки, поверх старой

Горлышко каждой бутылки необходимо прогнать леркой до ограничителя. Плашкодержатель здесь ни к чему, пластик очень мягок и легко поддаётся обработке. Но следует быть аккуратным, чтобы лерка заходила на горлышко ровно. В противном случае, при укладке коллектора на крыше, искривление может привести к появлению трещины в месте соединения, а значит, и протечке воды.

Внутренняя нарезка в донышке пластиковой бутылки

Теперь необходимо выполнить внутреннюю резьбу в донышке бутылки, куда будет вворачиваться горлышко. Для этого используем трубный метчик ¾ дюйма. Очень важно, чтобы шаг резьбы у плашки и метчика совпадал. Иначе ничего путного из нашей затеи не выйдет.

При этой нарезке метчикодержатель также не требуется. Для начала берём метчик в одну руку, а второй придерживаем пластиковую бутылку за бок, как можно ближе к донышку, где её плотность больше. Не торопясь проворачиваем метчик по часовой стрелке. Пластик очень мягок, поэтому выворачивать метчик после каждого 1-2 оборотов (как в случае с металлом) нет необходимости. В среднем, на одну бутылку уходит не более минуты. Количество пластиковых бутылок может быть различным, в зависимости от параметров крыши, на которой будет располагаться коллектор. Также стоит отметить, что чем длиннее получится магистраль из пластиковых бутылок, тем сильнее и быстрее будет нагреваться вода в солнечную погоду.

Сборка магистрали солнечного коллектора из пластиковых бутылок

После того, как внутренняя и наружная резьба на всех бутылках будет готова, можно приступить к сборке солнечного коллектора. Здесь всё не сложнее детского конструктора. Просто вкручиваем горлышко одной бутылки в донышко другой.

Рассчитав по длине, какое количество пластиковых заготовок необходимо, собираем несколько полос, раскладывая их параллельно на земле. Таким образом, можно определиться и с шириной будущего коллектора. Располагаться на крыше магистрали будут также в определённом порядке. Вода из ёмкости должна подаваться в отверстие на донышке первой линии. Вторая линия будет расположена в обратном направлении. Получается, что поток воды должен всегда быть направлен от донышка к горлышку. Количество линий имеет значение только для владельца, никакого влияния на напор воды оно не оказывает.

Многие могут спросить, почему необходимо соблюдать направление бутылок. Здесь главная проблема в попадании различного мусора, веток, листьев в резервуар за время дачного простоя (осень-весна). Если бутылки будут расположены наоборот, и вода вместе с мусором пойдёт от горла к донышку, отверстие попросту забьётся, и промыть магистраль станет довольно проблематично. В нашем же случае, достаточно наполнить и слить одну ёмкость в начале дачного сезона, чтобы избавиться от мусора полностью.

Теперь отрезаем несколько кусков садового шланга и соединяем полосы в единую магистраль. Хотя эту работу можно выполнить уже на крыше, как говорится «по месту». Пора приступать к герметизации соединений. Термоклей отлично подходит для этого. Каждое соединение тщательно промазываем расплавленным полиэтиленом, уделяя особое внимание местам стыковки шланга с пластиковой бутылкой. После того, как процедура будет завершена, а клей застынет, можно будет даже поставить каждую линию под наклоном от земли до крыши – перегибов не будет. Такая конструкция довольно прочна и выстоит не менее 4-5 сезонов (судя по тому, как ведёт себя термоклей при перепадах температур).

Для того чтобы солнечный коллектор из пластиковых бутылок прослужил дольше, не стоит по осени оставлять закрытым вентиль, иначе оставшаяся внутри магистрали вода замёрзнет и попросту раздавит стенки. А вот при открытом кране она вытечет. Пусть не вся, но то, что останется, уже не сможет причинить вреда конструкции. И, приехав в следующий сезон, дачник будет уверенным, что без душа он точно не останется.

С каждым годом все более актуальной становиться проблема обеспечения своего загородного дома или дачи горячей водой. Особенно часто над этой проблемой размышляют хозяева коттеджей, в которых они проживают постоянно. Ведь затраты на отопление и горячее водоснабжение занимают весомую долю в финансировании жизнеобеспечения жилища. И поиск возможностей сократить затраты на содержание дома – это нормальное и естественное желание любого человека. Разумеется, самый реальный вариант снизить затраты в части отопления дома, изучить и начать изготовление своими руками устройства из области альтернативной энергетики.

О том что селективное устройство возобновляемой энергетики, примененное для отопления дома, имеет множество неоспоримых преимуществ известно давно, и о нем знает практически каждый взрослый человек. Однако на практике не каждый из этих взрослых людей, имеющих желание стать более автономными в вопросах осуществления нагрева воды, решается выложить приличную сумму денег, чтобы приобрести селективное устройство для отопления дома фабричного изготовления. Конечно, из любой ситуации можно найти выход, а из этой тем более. Солнечный коллектор для отопления дома можно сделать своими руками. Вы без проблем самостоятельно соберете плоский, воздушный солнечный коллектор. Такие самодельные устройства для нагрева воды с помощью солнечной энергии можно сделать из пивных банок и пластиковых бутылок, соединяя их при помощи шланга, подводя вакуумные трубки. В результате вы получите абсорбер солнечной энергии для отопления дома путем нагрева воды, изготовление которого не потребует от вас практически никаких финансовых вложений (особенно при выборе варианта из жестяных банок).

Какие материалы потребуются вам, чтобы изготовить самодельный абсорбер

Обычному обывателю кажется, что самостоятельно изготовить абсорбер на солнечной энергии для отопления своего дома, проведя собственноручное изготовление каждой детали, составляющей устройство, невероятно сложная задача. Однако, для того чтобы сделать подобный абсорбер, который будет выступать как устройство для нагрева воды в системе отопления дома, не нужно приобретение или поиск каких-то экзотических материалов. Вам не придется объездить уйму магазинов в поисках нужного шланга, разыскивая вакуумные трубки. Не переживайте – это все домыслы лентяев и людей, боящихся взяться за дело. Главное, взвешенно подойти к решению проблемы, правильно все спланировать, нарисовать схему и подобрать необходимые материалы.

Самодельный плоский воздушный абсорбер с нанесенным селективным покрытием можно изготовить из обычных материалов и компонентов ПНД. Вакуумные трубы из поликарбоната и другие детали можно приобрести по небольшим ценам в любом хозяйственном магазине или супермаркете. Схема для сборки довольно простая, в целях обучения можно просмотреть видео во всемирной сети (таких видео там более чем достаточно). На самом деле в глобальной сети можно найти много специализированной литературы по данной проблеме. Если вы решили сделать задуманную работу на качественно высоком уровне, прочтение определенного количества литературы не станет лишним.

Основная трудность в процессе сборки состоит в том, как именно сделать змеевик (это трубка в извилистой форме, по которой циркулирует жидкость, осуществляя накопление энергии). Здесь есть несколько вариантов исходя из которых, будет составлена схема сборки. Самый простой вариант собрать абсорбер на основе готового змеевика (можно попробовать поискать что ни будь, подходящее для этих целей, важно, чтобы он был вакуумный). Как вариант, может подойти система циркуляции, расположенная на задней стенке холодильника. Второй вариант – это подобрать нужные вакуумные трубки, два-три шланга, пару пластиковых бутылок воды (из них собирается теплоноситель). Для большей уверенности еще раз просмотрите обучающее видео. Трубки для нагрева воды лучше использовать медные. Далее вам потребуется заняться пайкой непосредственно змеевика.

Второй очень значимый элемент, который входит в абсорбер – это верхняя сторона из прозрачного поликарбоната. В условиях промышленного производства покрытие из поликарбоната не используется, лицевое покрытие отливают из закаленного стеклянного сплава. Однако в нашем случае рассматривается самодельный воздушный коллектор, тепловая схема и требуемая эффективность которого допускает использование поликарбоната, так как собирать устройство мы будем из подручных недорогих материалов. Стоит отметить, что существуют схемы сборки где применяют материалы начиная от пивных банок, и заканчивая применением пластиковых бутылок.

Подготовка к сборке абсорбера

Итак, в сборке своего устройства вам лучше прибегнуть к использованию сотового прозрачного поликарбоната. Применение такого вида поликарбоната позволит добиться максимальной эффективности нагрева от создаваемого устройства. Сделать выбор в пользу этого поликарбоната стоит еще и потому, что он очень прочный. Это немаловажно, учитывая возможные погодные катаклизмы, такие как крупный град, ураганный воздушный поток, который срывает ветки с деревьев – эти случайности надо учитывать, так как они способны повредить слабое покрытие. Сотовая структура покрытия поможет вам сделать воздушный эффект парника, в результате создавая усиленный момент нагрева воды в трубках. Проще говоря, применив этот материал и в дополнение к нему селективное покрытие, вы значительно повысите эффективность изделия.

Для абсорбирующей панели вам будет нужен лист металла толщиной около 0,8 миллиметров (однако, лучше подойдет медный материал). В принципе сойдет и стальной лист. На внешнюю поверхность надо будет нанести так называемое селективное покрытие (выкрасить матовой черной краской, краска должна быть стойкой к высоким температурам). Если не соблюдать эти рекомендации (черное покрытие тоже имеется в виду), устройство не будет функционировать в правильном режиме.

В дополнение к перечисленным компонентам приобретите необходимую для теплоизоляции минеральную вату, она создаст своеобразный воздушный капкан, максимально снижая теплообмен с окружающим пространством, передавая все тепло в змеевик, а далее посредством шланга, в систему отопления дома.

Корпус устройства вы тоже сможете собрать самостоятельно, для этого вам надо использовать алюминиевые материалы или использовать менее долговечный, но легче поддающийся обработке деревянный материал. Работая с деревом, вы потратите значительно меньше времени на создание обогревателя, а с фанерой работать еще легче. Но все-таки лучше использовать раму из алюминия, ее долговечность, в сравнении с деревом, не идет ни в какое сравнение.

Определяемся с размерами коллектора

Теперь подведем итог, перечислим все необходимые для сборки эффективного самодельного коллектора материалы:

• Трубки из меди размерами 18 миллиметров – из них вы будете формировать змеевик (такие же трубки используют при сборке отопительных систем);
• черная матовая краска, стойкая к высоким температурам (при ее помощи вы нанесете селективное покрытие);
• минеральная вата (теплоизоляция);
• лист металла (медь, железо, сталь), толщина листа 0,8 миллиметров в толщину;
• угловые переходы 18 х 18 миллиметров;
• сантехнические переходы 18 мм х ¾ (нужны для того чтобы подключить к системе водоснабжения);
• сотовый поликарбонат (лицевое покрытие коллектора);
• лист алюминия и алюминиевые уголки для создания корпуса изделия, в случае отсутствия таковых – деревянные планки и лист фанеры для задней стены нагревателя;
• все необходимые для проведения паяльных работ инструменты.

Важно заранее определиться с габаритами вашего коллектора исходя из его размеров, заранее рассчитайте требуемое количество трубок, переходов и других материалов (проще говоря, общую производительность монтируемого устройства). Вычислите количество воды, которое потребуется для обеспечения теплового обмена во всей системе. Чтобы это сделать определитесь заранее, в каких целях будет использоваться коллектор – либо это только помывка посуды, либо для душа, либо для обеспечения покрытия всех хозяйственных нужд горячего водоснабжения в вашем доме. Для подогрева воды в целях помывки посуды или принятия душа будет достаточно собрать коллектор размерами 200 х 100 сантиметров, расстояние между трубками в змеевике должно составить от 8 до 10 сантиметров.

Процесс сборки самодельного солнечного коллектора

Начало сборки этого изделия солнечной энергетики стартует с изготовления змеевика. Если вам удалось подобрать готовый змеевик, окончательная сборка займет намного меньше времени. Подобранный змеевик стоит очень тщательно вымыть под струей воды (желательно горячей), чтобы изнутри вымыть все засоры и избавиться от остатков фреона. Если у вас не нашлось подходящих трубок, то нужное количество вы сможете приобрести в магазине. Но в этом случае придется изготовить сам змеевик. Для его изготовления нарежьте трубки на требуемую длину. Далее, используя угловые переходы, проведите их спайку в форме конструкции змеевика. Дальше, чтобы коллектор можно было подключить к системе водоснабжения, на края змеевика напаивайте сантехнические переходы размерами ¾. Существует несколько вариантов формы и конструкции змеевика, например, можно паять трубки в форме «лесенки» (если вы собрались реализовать такой вариант, тогда покупайте не угловые переходы, вам понадобятся тройники).

Потом на заранее подготовленный лист металла вы наносите селективное покрытие черной матовой краской, сделать это желательно не меньше чем в пару слоев. Дождитесь, пока воздушный поток высушит краску, и начинайте пайку змеевика (с неокрашенной стороны). Вся конструкция змеевика должна быть припаяна по всей длине трубок, сделав это, вы гарантируете максимально эффективный теплообмен и как следствие – максимальную передачу тепла в систему водоснабжения. Если сделаете все правильно, собранный вами солнечный коллектор заработает так, как и было задумано.

Ответственная стадия сборки

Заключительным этапом вам надо собрать корпус, который скрепит все компоненты устройства в единую конструкцию. Используя лист фанеры и деревянные бруски, нужно сбить прочный ящик. В используемых деревянных брусках заранее прорежьте пазы, в них вы потом вставите экран из поликарбоната (глубина паза около 0,5 см). Выходные отверстия для трубок можно сделать уже после того, как установите все основные компоненты. Далее, в уже собранный деревянный ящик, чтобы создать воздушный карман, вы укладываете изоляцию из минваты. Поверх минваты крепите панель со змеевиком. Края ваты подворачиваете так, чтобы змеевик не дотрагивался до стенок ящика. Нагревательная панель и панель из поликарбоната также должны иметь между собой расстояние и не прикасаться друг к другу.

Завершающая стадия состоит в обработке корпуса специальным раствором с водоотталкивающей способностью и покрывается эмалью (за исключением лицевой части).

Вот и все, солнечный коллектор своими руками готов. Для того чтобы его активировать, поставьте его на опорную конструкцию, развернув лицевой частью к солнцу таким образом, чтобы лучи падали на лицевую часть под максимально прямым углом. На крыше устанавливаете бак для накопления воды, он будет служить резервуаром. К верхней части бака проведите шланг, соединенный с верхней трубкой коллектора, к нижней части от нижней трубки. Подключив воду по такой схеме, вы обеспечите работу в режиме естественной циркуляции. Согласно законам физики, горячая вода будет подыматься кверху в направлении бака, а вытесняемая холодная будет попадать в коллектор для нагрева в змеевике. Не забудьте, что к баку необходимо присоединить шланг и вентиль для забора воды из бака, а также его наполнения новой.

C олнечный коллектор из ПЭТ-бутылок

Константин тимошенко
Источник: delaysam.ru

Еще года два назад я экспериментировал с ПЭТ-бутылками на предмет изготовления из них солнечного водонагревателя - коллектора, который бы в дачный сезон снабжал бы мою семью горячей водой и для помывки и для хозяйственных нужд. И вот наконец в этом году дошли до него руки.

Скопив за зиму достаточно много ПЭТ бутылок из под питьевой воды, я решил сделать из них солнечный коллектор - водонагреватель. Купил так же трубу из полипропилена диаметром 50 мм, пару пробок - заглушек и приступил к работе. На длине трубы умещалось 20 ПЭТ-бутылок по 2 литра каждая. Таким образом объем солнечного коллектора должен был составить около 40 литров воды. Объем вполне достаточный для суточных нужд в части мытья посуды и помывки.

Высверлив в трубе нужное количество отверстий под бутылки, я столкнулся с проблемой герметизации стыка бутылки и полипропиленовой трубы. Силиконовый и акриловый герметики наотрез отказывались к ней прилипать и отлетали как листья от капустного кочана. Вроде плотно держаться, а чуть надавил - отходит целиком. Выход нашелся в использовании термоклея. Но и тут не обошлось без сюрпризов. Клей вроде хорошо приставал, но тоже, отслаивался пластами. Пришлось взять паяльник, и тщательно втереть (вплавить) клей в полипропилен по периметру отверстия. Тоже пришлось сделать и с бутылками. Клей пришлось вплавить в их горловину. После этого удалось достаточно прочно и надежно вклеить бутылки в трубу.

В одной с торцевых пробок я врезал штуцер для подсоединения к водопроводу. Водонагреватель предполагался накопительный. Т.е. с открытием крана он наполнялся водой (40 литров), вода нагревалась и сливалась в термос-накопитель. Бутылки должны были располагаться под углом примерно 20−30 градусов, горлышком вниз. Что бы воздух в бутылках не мешал заполнению их водой, в самой верхней части всех бутылок было проделано небольшое отверстие (2−3 мм).

Для того, что бы коллектор не «разъезжался» под тяжестью заполнявшей его воды, был сделан ящик из доски шириной 150 мм. На дно ящика был уложен слой пенополистирола в 50 мм и покрыт сверху бытовой фольгой. Это сделано для термоизоляции ПЭТ-бутылок и для повышения эффективности работы солнечного коллектора.

Итак, вся система была уложена в ящик и подключена к системе водопровода. Бутылки я покрыл черной матовой краской из баллончика, помня о своих экспериментах с ПЭТ-бутылками для нагрева воды (Солнечный проточно-накопительный водонагреватель читайте ниже) . После заполнения солнечного коллектора водой я вставил в одну и бутылок датчик от электронного термометра, что бы следить за температурой воды и воздуха.

Сам корпус солнечного коллектора был ориентирован на восток (увы, крыша уже была готова...). Но поскольку ее наклон достаточно маленький (примерно всего 20−25 градусов), потери эффективности должны были быть небольшие. Фактически можно было считать, что коллектор расположен практически горизонтально.

Первый день работы коллектора выдался с «переменной облачностью». Но солнца было достаточно много и вода нагрелась по 48−50 градусов к 14 часам. Корпус коллектора не был ничем закрыт и поскольку дул ветер средней силы, я понимал, что бутылки как нагреваются от солнца, так и охлаждаются ветром. Да и 50 градусов для горячей воды - не так много. Помыться, посуду помыть - нормально. Но без «запаса», Даже слитая в термос такая вода быстро остынет даже на следующий день.

Поэтому я решил сделать ветрозащиту бутылок с помощью нескольких кусков стекла, лежавшего у меня с незапамятных времен. Приклеил стекло на несколько точек силиконовым герметиком, но оставил микрощели для проветривания на случай его запотевания.

День выдался не ясный, а тоже с переменной облачностью. Но воздух был прозрачный, почти без дымки. Поэтому солнце светило ярко, хотя и не «на 100%». С установкой стекол нагрев начал происходить гораздо интенсивнее, чем без них... Температура в 50 градусов (исходная температура воды около 15 градусов) была достигнута примерно к часу дня и далее продолжала повышаться, хотя солнце перевалило через «перпендикуляр» к плоскости солнечного коллектора.

Примерно в 16 часов «случилось страшное». При достижении температуры воды в 65 градусов (о чем я и не мечтал) коллектор просто начал разрушаться! Термоклей размягчился настолько, что перестал выдерживать даже минимальное давление воды и места соединения ПЭТ-бутылок и полипропиленовой трубы стали «плакать». Но это еще полбеды. Стали коробиться сами ПЭТ-бутылки! Понятно, что температура их «корпуса» превысила предельную для ПЭТ и была больше, чем температура воды. Я знал, что ПЭТ коробится при высокой температуре, но не ожидал что эта температура будет достигнута в примитивном по конструкции солнечном коллекторе. Таким образом, мой солнечный коллектор - водонагреватель прекратил свое существование во время «испытаний».

Какие выводы можно сделать из этого эксперимента?

1. Можно сделать простой и чрезвычайно дешевый солнечный водонагреватель - коллектор из ПЭТ- бутылок. Себестоимость его не превысит и 10$! Бутылки - условно-бесплатно, труба 2 метра 50 мм - 60 руб, пара крышек-заглушек - еще 40 руб. Пара стержней термоклея - 30 руб. штуцер для подключения к водопроводу, обрезки пенопласта, доски, стекла или полиэтиленовая пленка...

Единственный недостаток - температура нагреваемой им воды не должна превышать 50−55 градусов. Иначе - солнечный коллектор разрушится. Проблему термоклея можно решить путем изготовления штуцеров. Например, взять трубку (алюминиевую ил медную), и нарезать на ее внешней стороне резьбу. И парой гаек закрепить крышку бутылке на коллекторе подводящем воду. А бутылку просто вкрутить в собственную пробку.

В принципе такая температура воды (50 градусов) достаточна для бытовых нужд. Возможно, в самые жаркие месяца лета не стоит повышать эффективность солнечного водонагревателя. Пусть лучше немного недогревает, чем плавится. А в демисезонные месяцы - стоит коллектор прикрыть стеклом.

2. Потенциал у солнечного коллектора - водонагревателя даже в средней полосе России есть! И потенциал огромный! С апреля-мая и по сентябрь включительно (фактически весь дачный сезон) солнечный коллектор - водонагреватель должного размера и конструкции может обеспечивать горячей водой обычную семью, экономя при этом сотни (а может и тысячи) рублей семейного бюджета, которые тратятся на электроводонагреватели и их работу.

Разумеется, следует придумать что то более надежное и термоустойчивое, чем ПЭТ-бутылки для применения в солнечном коллекторе - водонагревателе. И разумеется - бюджетное. Например - алюминиевые банки....

Солнечный проточно накопительный водонагреватель из ПЭТ бутылок

Экспериментируя с элементами проточно - накопительного солнечного водонагревателя из пластиковых ПЭТ бутылок, я как то заметил, что температура темной (коричневой) бутылки из под пива, даже на ощупь выше, чем у прозрачной из под воды. Это натолкнуло меня на мысль провести простой эксперимент с бутылками разных цветов и видов, с целью выявить самые эффективные из них с точки зрения нагрева.

В самом начале я считал, что нет лучше бутылки для водонагревания, нежели прозрачная. Солнце греет воду непосредственно, без посредников. Как же я заблуждался! Самые первые результаты опытов развеяли мои теории в пух и прах.

Условия проведения эксперимента были просты. Я просто выставил ряд бутылок у стенки сарая, которая обращена примерно на юго-восток. Поскольку условия для всех бутылок были совершенно одинаковы, я никак их не термоизолировал и ориентировал. Т.е. именно так, в спартанских условиях эта бывшая в употреблении ПЭТ тара и должна была проявить свой истинный характер.

Были подготовлены бутылки согласно списку в таблице. При этом я использовал следующие соображения.

1. Подразумевалось, что экранирование задней (неосвещенной части бутылки) алюминиевой фольгой позволит отразить непоглощенные водой ИК-лучи и отразить их обратно в бутылку.

2. Зачернение задней части бутылки (резино-битумной мастикой из аэрозольного баллончика) позволит «поглотить» прошедшие через бутылку ИК-лучи. Одна из бутылок была зачернена сплошь, т.е. со всех сторон и стала черной и матовой.

Все было сделано накануне и на следующий день все бутылки встретили рассвет на месте проведения эксперимента. Учитывалось и температура окружающего воздуха (в тени поблизости) и ветер, обдувающий бутылки.

Солнце в этот день светило сквозь небольшую дымку, т.е. не давало полного накала, но поскольку все были в равных условиях, это можно не учитывать.

Результаты этого эксперимента приведены в таблице. Кстати, если кто то думает, что вода в 52 градуса - это «так себе» - попробуйте подержать в ней руку, хотя бы минуты 2... Только запасите послеожоговой мази побольше... А заодно измерьте температуру горячей воды из крана в квартире. Вряд ли она будет сильно выше.

Какие выводы можно сделать?

1. Собственно прозрачная вода - весьма плохой поглотитель ИК-лучей. Они практически проходят сквозь нее не задерживаясь. Как видите, прозрачная бутылка осталась самой «холодной». Нагрев можно смело отнести за счет неабсолютной прозрачности самой бутылки, а не непосредственного нагрева воды в ней.

2. Наличие фольги на задней стенке бутылки так же слабо влияет на нагрев. Уж не знаю почему. Возможно нагрев происходит только на передней стенке бутылки, возможно фольга кроме линзы отражателя выполняет еще и роль радиатора - охладителя.

3. Прозрачная с зачерненным дном выглядит уже гораздо лучше (на 8 %). Но очевидно, тут начинало сказываться и изменение угла освещения солнцем. По мере изменения угла освещения, изменялась и площадь задней поглощающей поверхности.

4. Лучше всех проявила себя именно полностью зачерненная бутылка. Черная матовая поверхность практически полностью поглощала ИК-лучи. А поскольку ПЭТ бутылка круглая, угол освещения не имеет принципиального значения.

5. Так же весьма неплохо проявили себя и бутылки из темного пластика. Это говорит о том, что поглощение тепла ПЭТ-бутылками идет в основном стороной, обращенной к солнцу. И очень слабо - собственно «внутренностями» бутылки (водой). И совсем никак - задней стороной.

Это позволяет сделать вывод о том, ЧТО собственно должен представлять из себя солнечный коллектор из пластиковых ПЭТ бутылок.

Это должен быть ящик, с хорошо утепленным дном, куда уложены ПЭТ бутылки. Сторона бутылок, обращенная к солнцу, должна быть зачернена какой либо матовой краской (тот же «Кузбасс-лак» или резино-битумная мастика). Сверху ящик закрыть либо тонким стеклом, либо затянут полиэтиленовой пленкой, для защиты от ветра.

Такая конструкция солнечного проточного или накопительного нагревателя из ПЭТ бутылок будет самой эффективной. Кстати, эти же результаты позволяют прикинуть конструкцию и наиболее эффективного «классического» водонагревателя. Совершенно очевидно, что его «зеркало» вовсе не обязательно должно быть прозрачным. А уж если оно прозрачное - то «дно» должно быть абсолютно теплопоглощающим.

Теперь поговорим о «месте» такого нагревателя в системе дачного водоснабжения горячей водой.

Разумеется, наличие на крыше подобного нагревателя еще не гарантирует, что у вас будет горячая вода. Бывают и продолжительные ненастья, и по ночам, особенно в демисезонье, вода будет в таком нагревателе сильно остывать.

Мне думается, что подобный водонагреватель выполняет 2 функции.

А) Позволяет вам за «сущие гроши» убедиться, что солнечный водонагрев возможен и это реальность. Ведь не каждый решится вот так с бухты-барахты строить солнечный коллектор, вкладываясь в солидные деньги ради пока эфемерной экономии электричества, дров, денег. Этот водонагреватель за 500 рублей окупится за сезон и даст вам прочувствовать прелесть момента.

Б) Этот водонагреватель позволит РЕАЛЬНО вам экономить деньги в виде дров, электричества, газа и т.д. работая в качестве системы водоподготовки для ЛЮБОГО промышленного водонагревателя.

Расход горячей воду в каждой семье свой. Но в любом случае, она должна быть и всегда. Поэтому, как только заканчивается нагрев воды в солнечном коллекторе, ее сразу следует отправить в хорошо термоизолированный накопитель, из которого и происходит расход горячей воды. В этом же накопителе должен быть установлен и ТЭН, который позволит получить горячую воду в период продолжительного ненастья. Либо к нему можно подвести дровяную водогрейку.

Но в любом случае, собственно солнечный водонагреватель - лишь часть системы подготовки горячей воды. Тогда горячая вода будет в доме или душе всегда и круглосуточно. Хотя конечно его можно использовать и сам по себе. Просто горячая вода буде готова к обеду.