Как сделать большой солнечный коллектор из PEX трубы

Как сделать большой солнечный коллектор из PEX трубы

В статье речь пойдет о том, как можно изготовить солнечный коллектор больших размеров из пластиковой трубы. Недостаток этого коллектора в том, что в нем нет естественной циркуляции воды, то есть он может работать только с циркуляционным насосом. Впрочем, это не проблема, если таким коллектором подогревать воду в бассейне. Его можно просто подключить к системе фильтрации.

Преимущество такого коллектора является в том, что он застеклен, поэтому вода в нем нагревается быстрее и до более высоких температур, чем в других аналогах.

Материалы и инструменты для изготовления:
— лист фанеры (в зависимости от размера коллектора);
— сотовый или профилированный поликарбонат (для остекления);
— доска 100Х20мм;
— фольгированный пенополистирол;
— рейки;
— РЕХ труба (две 100 м бухты диаметром 3/4″);
— черная краска;
— минимальный набор инструментов.

Процесс изготовления коллектора:

Шаг первый. Создаем короб коллектора

Короб должен быть квадратной формы, для этих целей нужно взять два листа влагостойкой фанеры или же плиты OSB размером 2440×1220 мм. Толщина фанеры должна оставлять как минимум 16 мм. Если же использовать ребра жесткости, то в этом случае можно применять и более тонкую фанеру. Теперь лишь остается вырезать нужное по размерам основание короба, здесь все уже зависит от применяемого типа остекления.

Шаг второй. Установка абсорбера

Чтобы коллектор мог поглощать солнечное тепло, используется РЕХ труба, ее применяют в строительстве при монтаже теплого пола. Всего для изготовления коллектора понадобится две бухты длиной 100 м.

Шаг третий. Установка распорок и остекление

Чтобы труба была надежно зафиксирована и при весе воды и нагреве не сместилась, в коробе нужно установить распорки. Они устанавливаются по центру кольца. Помимо этого эти распорки будут служить ребрами жесткости при остеклении.

Шаг четвертый. Покраска и установка коллектора

Чтобы коллектор активно нагревался от солнечных лучей, его нужно покрасит термостойкой краской черного цвета.

Солнечный коллектор для летнего душа.

Ввиду просьбы в комментариях к этой теме https://pikabu.ru/story/goryachaya_voda_na_dache_solnechnaya. , а так же из за выросшего в два раза (до 8 человек) количества моих подписчиков — публикую обзор моего СК (солнечного коллектора)

Примерный принцип работы.

Общий вид системы.

Слева сам СК на регулируемой подставке. Угол наклона должен соответствовать широте местности. Чтобы солнечные лучи падали на него перпендикулярно. Это конечно будет только в полдень, но и то хлеб. У нас это что то около 44 градусов. Шланги подачи и отвода воды утеплены во избежании потерь тепла.

Справа летний душ. Каркас из профильной трубы обтянут баннером выпрошенным у знакомого рекламного агентства.

Сверху стоит утепленная евробочка на 127 литров.

Вот точно такая.

Закутана в 3 слоя вспененого полиэтилена 10 мм и перетянута хозлентой. Но хозлента плохо себя показала под открытым небом и утеплитель начал расползаться. Поэтому в прошлом году бочка была дополнительно укутана в упаковочную пленку (не ту что с пупырками).

Сверху в бочку заходит налив холодной воды через металопластиковую трубу 20мм.

СК строился по этой схеме с незначительными вариациями. Изначально хотелось собрать его как можно дешевле, я особо не верил в то что полипропилен сможет заменить медь, а строить СК из меди — дорого.Тут уж наверное выгоднее заводской купить. У них и вакуумные трубки и селективное покрытие и КПД бешеное.

СК спаян из полипропиленовых не армированных (зря конечно, но они дешевле) труб 20 мм и тройников 25*20*25 мм. Тройников ушло 48 штук, труб — 8 палок по 4 метра и 4 муфты 25 мм. Можно было обойтись и двумя муфтами, но на тот момент я еще не знал где будет вход, а где выход и вообще учился паять полипропилен.

Короб собран из досок 40*150 мм, снизу обит фанерой 6мм. Все дерево прокрашено горячей олифой.

Внутри все как в схеме, вертикальная решетка из полипропилена, минвата как утеплитель, оцинковка крашеная в черный цвет. Трубы тоже крашеные. Хотелось собрать его по быстрее поэтому красил все нитроэмалью и это оказался не лучший выбор. Полипропилен и так обладает малой адгезией да плюс еще и температурное расширение неармированых труб. В этом году пришлось все открывать и перекрашивать, так как нитроэмаль отслоилась с труб в виде тонкой пленки. Да я знаю про праймеры улучшающие адгезию полипропилена и вообще разных пластиков к краскам, но их у нас еще поискать надо да и лишние деньги тратить не хочется.

Сотовый поликарбонат тоже пришлось поискать, никто не хотел продавать его меньше чем 6 метров, а мне нужно было всего 3. Но нашел и накрыл СК в два слоя поликарбонатом 4 мм. Правда не учел размеров СК и ширину поликарбоната и пришлось монтировать поликарбонат не «по науке» — ячейками по горизонтали.

Вход и выход в СК — обычные садовые шланги ПВХ 19мм в теплоизоляции для труб, фиксируются хомутами. Обрезки садовых шлангов есть наверное в каждом доме. Температуру они держат вполне неплохо, давления там особого нет, но размягчаются и нужно следить чтобы не провисали и не пережимались. В планах сменить их на металопластик 20 мм. У него должно быть ниже гидравлическое сопротивление.

Бочка поближе. Видны разъемы датчика уровня и температуры.

Сегодня у нас облачно, но думаю к вечеру будет градусов 50.

Уровень показывают 7 светодиодов при нажатии на кнопку.

Видно что бочка полная. Черточка под последним светодиодом — это напоминание. Так как система работает по термосифонному принципу (горячая вода поднимается вверх, холодная опускается вниз) то для эффективной работы нужно разнести вход и выход из емкости на разную высоту. Поэтому выходной штуцер на дне бочки, а входной штуцер врезан ближе к верхней трети. Черточка отмечает уровень, когда вода в бочке гарантированно покрывает верхний штуцер и циркуляция не прерывается.

Температуру меряет обычный врезной китайский термометр. Только пришлось удлинить его провода (не заметил чтобы это сильно сказалось на его точности).

Датчик уровня самодельный на ULN2003A и кусочке макетки.

В бочке обрезок металопластиковой трубы с 8 медными колечками через равные промежутки. Кольца подключены к микросхеме на выводы с 8 по 1 начиная снизу.

Т.е. вода замыкает входы заставляя микросхему подавать напряжение на соответствующие выходы и зажигать светодиоды. По совпадению в витой паре UTP как раз 8 проводов. Все соединения выполнены на разъемах чтобы на зиму блок можно было отсоединить и убрать. Вообще вся конструкция на зиму разбирается. Остается только каркас душа.

Работает все от Кроны. Схема может и неправильная, но очень простая и доступная. Все компоненты (кроме кнопки и Кроны) были выдраны из панели микроволновки. 7 светодиодов, 7 резисторов и 1 микросхема. Так же плюс схемы в том что она работает только когда нажата кнопка, и Крона живет в ней уже 4-й год. Крона была выбрана из за наличия под рукой и простоты подключения (через контакты другой Кроны).

Поддон душа из старых. хе-хе. поддонов.

Слив воды идет по куску металопрофиля в грядку с перцами. Они не жалуются.

Видна линия подачи холодной воды. Она разделяется на наполнение бочки — через кран и на подачу в смеситель.

В смесителе удален дивертор и заглушены все ненужные выходы. Выход из бочки идет через тройники на горячую воду и на вход в СК.

Вообще из за вертикального размещения бочки и неторопливости термосифонной циркуляции, в емкости наблюдается температурное расслоение жидкости. Датчик термометра висит где то в нижней трети и в верхних слоях температура воды будет выше. Хорошо заметно, как во время длительной помывки начинает расти температура по мере падения уровня воды в бочке.

Поэтому в классических летних душах забор воды для помыва делают из верхних слоев воды через гибкий шланг с поплавком, но в моем случае температура даже в придонном слое достаточно высока и воду все равно приходится разбавлять холодной, так что я решил не заморачиваться.

Система работает уже 4-й год, сам душ — 5-й. Вначале была просто бочка крашеная в черный цвет, но максимум что удавалось в ней получить это 37 градусов. Теперь в среднем 45-50 и температура сохраняется комфортной как минимум на сутки.

Этот СК делался по большей части из того что было под рукой, ну кроме труб и поликарбоната. Если бы я делал еще один СК то я бы сделал все по другому. Да полипропилен дешев, но и обладает плохой теплопередачей. Из за этого приходится увеличивать размеры СК, а таскать эту дуру то еще удовольствие. Поликарбонат неплох, но мутнеет со временем и опять же, если делать СК меньше — то можно попробовать обойтись стеклом или стеклопакетом. Доска 40*150 в качестве корпуса — это избыточно, нужно искать что то полегче. Размеры 150*160 см тоже не айс, лучше сделать 2 модуля 150*75 чем одну такую бандуру. В бочке нужно обязательно делать перелив, и вообще неплохо предусмотреть автоматическое наполнение (но там нужно придумать алгоритм)

Чукча не писатель, чукча — читатель. Теперь можете задавать вопросы.

Солнечный коллектор из металлопластиковых труб

Многие собственники частных домов ищут возможности сэкономить на использовании горячего водоснабжения и отопления. В наше время эта задача стала особенно важной в связи с существенным повышением стоимости коммунальных услуг.

Наиболее интересным способом снижения издержек является использование энергии солнца. В этой статье вы узнаете о том, как самостоятельно собрать надежный солнечный коллектор.

Существует множество схем сборки рассматриваемого оборудования. В большинстве случаев народные умельцы используют для создания коллектора подручные средства и металлопластиковые трубы.

«Летняя» схема

Данный вариант удобен для летнего душа. Если он будет располагаться на улице, то емкость, аккумулирующая горячую воду, должна монтироваться там же.

Если речь идет о разводке внутри здания, то и емкость с жидкостью нужно устанавливать в доме.

Рассматриваемая схема функционирует на основе естественной циркуляции. Коллектор нужно монтировать ниже бака, где будет скапливаться теплая вода, примерно на один метр. Это связано с различной плотностью холодной и горячей жидкости. Чтобы соединить коллектор с емкостью необходимо применять трубы с сечением от 0.75 дюйма и выше.

Чтобы эффективно сохранять воду в теплом состоянии стенки емкости нужно подвергнуть утеплению. Для этой цели необходимо использовать минеральную вату. Ее толщина должна быть минимум десять сантиметров. Если над бойлером располагается кровля, нужно дополнительно для утепления использовать полиэтилен.

Отметим, что естественная циркуляция — не самый лучший способ обустройства системы на основе солнечного коллектора. Поскольку она создает слабый уровень движения жидкости в трубопроводе. Если коллектор будет находиться слишком далеко, вода в процессе поступления в бак будет остывать. Чтобы увеличить эффективность системы нужно использовать специальный циркуляционный насос.

Данная схема не зря называется «летней». Она способна нагревать воду исключительно в теплое время года. В холодный период жидкость необходимо сливают из системы. Иначе замерзая она может повредить используемый трубопровод.

«Зимняя» схема

Чтобы обустроить солнечный коллектор, работающий круглый год, нужно использовать другой теплоноситель. Вместо воды применяют антифриз. Придется использовать совершенно другую схему. Для этого нужно применять бойлер, работающий на основе косвенного нагрева. Суть заключается в том, что нагретый солнечной энергией теплоноситель проходит сквозь змеевидный теплообменник в бойлер, и нагревает воду, находящуюся внутри емкости.

Для обеспечения нормальной работы рассматриваемой схемы нужно применение предохранительного клапана, автоматического воздухоотводчика и манометра.

Обустройство системы отопления

Чтобы отапливать здание применяют бойлер на основе косвенного нагрева, подключаемый к коллектору. Кроме того, в качестве дополнительного источника тепла необходимо использовать котел. Он может быть как газовым, так и твердотопливным. Осенью и весной, когда добиться нужной температуры в контуре можно исключительно за счет солнечной энергии, котел можно будет не использовать.

Если в вашей местности зимы достаточно холодные, посредством одного лишь коллектора вы не сможете добиться нормального подогрева теплоносителя. Тем не менее использование рассматриваемого оборудования позволит вам неплохо сэкономить. Поскольку в котел будет поступать немного подогретая вода. Соответственно для ее полного нагрева нужно израсходовать меньше топлива.

Размер коллектора должен быть максимально большим. Это позволит применять его наиболее оптимальным образом. Размер коллектора должен равняться 0.4-0,45 от показателя площади отапливаемого здания.

Схема горячего водоснабжение и отопления

Если вы хотите обеспечить работу как отопления, так и горячее водоснабжения, нужно соединить в одну схему два рассмотренных ранее варианта. Для решения задачи вам понадобиться использование бойлера с дополнительной емкостью, оснащенной змеевиком для циркуляции теплоносителя. Во внутреннем меньшим по размеру баке жидкость нагревается намного быстрее. При этом она будет отдавать тепло в общую емкость больших габаритов.

Бойлер нужно обязательно подключить к еще одному источнику тепла. Для этой цели годятся все виды котлов. Они могут быть электрическими, газовыми или твердотопливными.

Солнечная батарея осуществляет нестабильный нагрев теплоносителя. Это может привести к быстрому охлаждению жидкости или наоборот к ее перегреву. Чтобы избежать этого, нужно применять автоматику, которая будет контролировать температуру в контуре.

Мы разобрались с методами обвязки контуров на основе солнечных коллекторов. Поэтому теперь перейдем непосредственно к способам самостоятельного изготовления их.

Конструкция из гибких труб

Для создания надежного солнечного коллектора используют только качественные материалы. Для этой цели подходят металлопластиковые трубы или обычные шланги, применяемые для полива. Коллектор может делать состоящим из нескольких модулей. В них нужно уложить и плотно закрепить трубы.

Данная конструкция наиболее простая. Ключевым ее недостатком является необходимость использования насоса. Поскольку в такой конструкции невозможно естественная циркуляция. Если длина труб слишком большая, показатель гидравлического сопротивления будет больше силы напора, создаваемой за счет разницы температур.

Отметим, что установить насос не представляет какой-либо проблемы. Причем такая системы довольно быстро окупиться.

Рассматриваемый вариант коллектора можно также применять для нагрева воды в бассейне. Его нужно подключить к фильтрационной системе, обладающей насосным оборудованием. Циркулирующая внутри жидкость будет нагреваться перед попаданием в емкость бассейна.

Есть варианты, при которых допустимо отказаться от монтажа накопительного бака. Такой подход можно реализовать, если нагретая вода предназначена исключительно для применения в светлое время суток в малом объеме. К примеру, длина контура составляет сто пятьдесят метров. При этом показатель внутреннего диаметра равен шестнадцати миллиметрам. В такой конструкции помещается тридцать литров жидкости. Если же конструкция состоит из нескольких отсеков, соединенных в одну систему, нагретой воды будет намного больше.

Что нужно для сооружения?

Для производства самодельного солнечного коллектора допустимо использовать металлопластиковые трубы, обладающие черным цветом. Их диаметр должен составлять от двадцати до двадцати пяти миллиметров. Общая длина труб может составлять от ста до тысячи метров. Важно, чтобы изделия были выполнены в черном цвете. Это обеспечит максимальное поглощение тепла.

Металлопластиковые трубы допустимо использовать для решения рассматриваемой задачи. Однако, они не являются самым оптимальным вариантом. Основной их недостаток заключается в слабой пластичности. Они могут заламываться. Даже если не будет разрушена целостность труб, качество напора существенно снизится.

В качестве аналога допустимо применять обычные шланги, сделанные из полиэтилена. Продаются они в бухтах. Показатель длины шланга в них может составить от пятидесяти до двухсот метров. Для решения задачи понадобиться несколько бухт. Если размер одного отсека составит пятьдесят метров, лучше купить несколько бухт этой длины, чем самостоятельного разрезать шланг большой длины на более мелкие отрезки. Это позволит вам сэкономить время во время монтажа системы.

Укладку трубопровода можно делать круглой, овальной или по принципу змеевика. Если вы решили создать солнечный коллектор из металлопластиковых труб, то лучше укладывать их по овальной спирали. Это позволит вам избежать возникновения заломов. Шланги из полиэтилена допустимо складывать любым из вышеописанных способов.

Обязательно придайте трубам насыщенный черный цвет. Сделать это можно посредством их покраски.

Если скат кровли слишком крутой, то необходимо изготовить специальные емкости, в которых будет осуществляться укладка. Сделать их можно из дерева, фанеры или металла. Выбирать нужно вариант, наиболее подходящий для вас. Для решения задачи нужно применять бруски размером 40х40 миллиметров, фанеру с показателем толщины шесть миллиметров или лист металла, толщиной от 1.5 до 2 миллиметров.

Если собранный модуль сделан из дерева, его нужно обработать антисептиком. Коробы из листового металла обрабатывают антикоррозийными средствами. Модули можно изготавливать под несколько спиралей.

Проще всего для обустройства бортов короба применять старые оконные рамы. Для превращения их в готовые модули на них нужно установить донную часть.

Перед началом монтажа обязательно приобретите антикоррозийные, грунтовочные или антисептические материалы. Учтите, что трубы в процессе эксплуатации будут подвергаться серьезным нагрузкам под действием давления и перепадов температур. Поэтому их необходимо закрепить в исходном положении посредством специальных креплений. Проще всего использовать для решения этой задачи плоскую полосу из металла, закрепляемую между трубами посредством саморезов.

Трубные изделия также можно скрепить плотным шнуром или хомутом из пластика с поперечником или крестовиной. Такой способ укладки подойдет для металлопластиковых труб. Но для изделий из полипропилена он не очень удобный. Поскольку шланг за счет расширения способен провисать на шнуре.

В качестве крепления также можно использовать гвозди со шляпками большого размера. Их забивают либо в дно модуля, либо в заранее созданную крестовину, выполненную из древесины.

Не стоит забывать об использовании специальных соединительных компонентах. Фитинги бывают самыми разными. Поэтому выбрать подходящие элементы для обустройства коллектора не представляет никакой проблемы.

Переход с трубы одного типа на другую осуществляется посредством резьбовых фитингов. Если ваша система включает в себе несколько модулей, обязательно приготовьте в достаточном количестве указанные компоненты.

Заранее просчитайте сколько фитингов потребуется вам для решения поставленной задачи. Для этого нужно начертить схему будущей системы, и произвести необходимые расчеты.

Чтобы соединить все имеющиеся секции в одну систему, нужны две металлических трубы. Первая закрепляется внизу батареи. В этот теплообменник идет жидкость с низкой температурой. Во второй трубе, которую необходимо монтировать сверху, скапливается нагретая вода.

Установка батареи

После произведения всех расчетов начинают выполнять основную работу. Первое, что нужно сделать — обработайте антисептиком все компоненты конструкции, состоящие из древесины. Если части модулей сделаны из металла, их обрабатывают антикоррозийным веществом. Для этой цели проще всего использовать мастику, применяемую для защиты днищ автомобильного транспорта.

После высушивания обработанных компонентов их нужно собрать в единую конструкцию. Далее осуществляется укладка металлопластиковых труб, закрепляемых посредством специальных держателей.

Чтобы трубные конструкции свободно проходили через борта коробов в них сверлят дыры. Делать их нужно сверху и снизу модуля. В первом случае, отверстие применяется для захода нагретой жидкости, а во втором для прохладной.

Чтобы монтировать несколько секций по вертикали или одну большую, где будут уложены несколько спиралей, нужно нижний вход каждой из них соединить с верхним входом лежащей внизу. Необходимо придерживаться этого принципа при коммутировании отсека. Нижний конец подключается к общему коллектору, применяемому для подачи прохладной жидкости.

Верхние концы труб верхнего горизонтального ряда секций подключается к трубе-коллектору, используемой для подачи подогретой жидкости.

Помните, что спиральный коллекторный контур допустимо устанавливать на металлический лист, монтируемый рядом со зданием. Главное, чтобы он монтировался с южной стороны постройки. Основание из металла ускорит нагрев жидкости и будет способствовать сохранению температуры в трубопроводе, поскольку обладает отличной теплопроводностью и теплоемкостью.

Солнечный коллектор также можно уложить в коробах на кровле. При этом важно, чтобы они лежали параллельными рядами по всей площади крыши.

Самодельный накопитель тепла – смотреть видео: