Воздушные солнечные коллекторы: их особенности и способы изготовления

Когда речь заходит о солнечных коллекторах, в первую очередь возникают ассоциации с привычными уже плоскими или вакуумными моделями. Энергия солнца в них передается за счет воды или антифриза, иными словами, - жидкого теплоносителя. Такие жидкостные коллекторы уже появились во многих домах и перестали вызывать какое-либо удивление. Но помимо жидкостных, есть еще один вид коллекторов, который распространен гораздо меньше, хотя в некоторых ситуациях он не менее эффективен. Это воздушный солнечный коллектор.

Особенности и применение

Его главное отличие от жидкостных вариантов заключается в теплоносителе, роль которого играет обычный атмосферный воздух. По сути, такой коллектор представляет собой плоскую ребристую панель (нередко – перфорированную) или систему труб из теплопроводящего металла (впрочем, иногда используется и пластик). В таком коллекторе воздух нагревается за счет непосредственного контакта с металлом, а ребристость необходима для увеличения теплоотдачи. Вся система должна быть надежно теплоизолирована. Размещают воздушный коллектор на южной стене дома, а циркуляция воздуха может быть как естественной, конвективной, так и принудительной (с помощью вентиляторов).

Работает он при гораздо меньших температурах, чем жидкостные модели. Так, в привычных гелиосистемах температура на коллекторах должна составлять более 45-50°С, для воздушных достаточно 25-30°С. Как следствие – уменьшаются теплопотери и повышается общая эффективность. Однако поскольку теплопроводность воздуха довольно невелика, используется подобный коллектор весьма ограниченно.

Его применяют главным образом в осушительных установках (в сельском хозяйстве), в системах воздушного отопления и в комплексах рекуперации воздуха в помещениях. То есть такие системы нельзя рассматривать как полноценную альтернативу жидкостным коллекторам, но они вполне могут уменьшить общие коммунальные расходы.

Плюсы и минусы

Как и любая система, воздушные солнечные коллекторы имеют свои достоинства и свои недостатки.

Достоинства воздушных коллекторов:


  • Простота конструкции;
  • Минимальная стоимость;
  • Эффективность в системах воздушной сушки.

К недостаткам же их относятся довольно невысокий КПД, невозможность использования для подогрева воды и довольно значительные габариты самих коллекторов (из-за небольшой удельной теплоемкости и низкой плотности воздуха).

Для повышения эффективности таких систем их часто интегрируют в стены с/х зданий еще на этапе проектирования

Изготовление своими руками

Поскольку солнечный воздушный коллектор отличается очень простой конструкцией, сделать его своими руками не так уж сложно. Для этого используются самые общедоступные материалы и подручные средства (некоторые изготавливают такие коллекторы даже из алюминиевых банок). Однако надо помнить, что подобные системы очень габаритны из-за особенностей воздушного теплоносителя, поэтому для получения ощутимого эффекта потребуется собрать изделия значительных размеров (нередко – на всю длину стены).

Коллектор из водосточных труб

Такой солнечный обогреватель лучше делать на всю стену дома. В весенне-осенний период он поможет ощутимо сэкономить на энергоресурсах. С учетом габаритов устройства, подбираются и материалы.

Для каркаса:

  • Доска порядка 30-40 мм толщиной;
  • Влагостойкая фанера (для задней стенки) порядка 8-10 мм толщиной.

Для абсорбера:

  • Водосточные трубы из алюминия (удобнее – прямоугольные);
  • Тонкий лист алюминия;
  • Крепежные хомуты.

Также понадобится минеральная вата для утепления задней стенки корпуса и пенополистрол для изоляции боковых поверхностей.

Собирается такой солнечный коллектор следующим образом. Прежде всего делается деревянный корпус заданных габаритов (в виде открытого ящика), глубина которого на пару сантиметров больше высоты стенок труб. Затем задняя стенка и боковые поверхности надежно изолируются, а на слой минваты укладывается тонкий лист алюминия, к которому монтажными хомутами крепятся трубы. Для лучшей фиксации и обеспечения воздушной циркуляции трубы нужно уложить так, чтобы с одной стороны корпуса они отстояли от торца примерно на 20 см. Края труб нужно зафиксировать не хомутами, а деревянной перегородкой, в которой будут сделаны соответствующие вырезы.

Так как вход и выход этого коллектора будут располагаться с одной стороны, то с противоположного конца в корпусе должно быть несколько деревянных перегородок для разграничения воздушных потоков. После сборки коллектор окрашивается черной краской, а в качестве лицевой панели можно использовать сотовый поликарбонат.

Стоит помнить, что готовое изделие очень тяжелое, поэтому для его установки потребуется несколько человек. Размещается он с южной стороны дома на устойчивых опорах. К вентиляционной системе дома коллектор подключается через утепленные воздуховоды, а для доставки воздуха в комнаты применяется канальный вентилятор.

Коллектор из профнастила

Это более простой вариант воздушного коллектора. Его можно сделать своими руками гораздо быстрее. Точно также изготавливается деревянный короб нужных размеров, затем по периметру задней стенки прокладывается брус примерно 40х40 мм, на дно укладывается слой минеральной ваты. Единственное – в дне надо сделать выходное отверстие. Затем на брус укладывается лист профнастила с высоким профилем ребра и окрашивается черной краской (если сам лист другого цвета). Далее в профнастиле делается перфорация для протока воздуха.

Всю конструкцию также можно остеклить поликарбонатом для увеличения температуры нагрева абсорбера, но при этом необходимо предусмотреть входное отверстие для забора холодного воздуха. У выпускного отверстия надо разместить небольшой вентилятор.

Такой самодельный коллектор дает менее значительный прирост температуры (обычно в солнечный день нагрев составляет порядка 28°С относительно наружного воздуха). Однако он позволяет значительно улучшить микроклимат в помещениях, так как обеспечивает постоянный приток свежего подогретого воздуха.

По материалам сайта: http://solarb.ru