Самодельный солнечный коллектор

     Солнечный коллектор, гелиоустановка, гелиостат, солнечный теплообменник — все это из одной оперы. В этой статье рассмотрим основные требования предъявляемые к самодельному солнечному коллектору, ведь греть он должен не только в солнечную погоду, но и в пасмурную, когда небо затянуто тучами, за счет инфракрасного излучения, которое легко проходит через защитные стекла.

     Солнечный коллектор заводского исполнения стоит порядка 20 000 рублей. Для тех кто считает такие затраты не приемлемыми для себя, расскажу как сделать солнечный коллектор своими руками. Конечно самодельный солнечный коллектор не будет таким же эффективным как заводской агрегат, в связи с тем, что в заводских гелиоустановках в закрытом объеме, где находится непосредственно сам теплообменник, предполагается вакуум. В домашних условиях «на коленке» изготовить такой СК проблематично. Нет, если у вас есть под рукой все необходимое, то… все в порядке, а воздух откачать можно с помощью вакуумного насоса. СК – это можно сказать «Черная дыра» — должен все поглощать. Внутри его ничего не должно блестеть. Из этого и будем исходить.

     Материал, необходимый для изготовления теплообменника, должен обладать большой теплопроводностью. См. таблицу. Посмотрели? Не хреново бы из серебра на худой конец. Теплопроводность хорошая. Ну да ладно. Медь, тоже не плохо, но дороговато, а с другой стороны простая технология сборки тем более, что все необходимое сейчас продается (см. фото).

     Алюминий – тут конечно проблемы со сваркой. Самый простой выход, это тонкие стальные трубы, но здесь ржавчина тут, как тут. Значит нужна нержавейка. Из не ржавеющих труб можно сварить прекрасный теплообменник, из листовой нержавейки можно сварить плоский параллелепипед размеры, которого зависят от нужного для хозяйства объема нагретой воды. И так, допустим с материалом определились и то, что он из металла – это точно. Металлическая поверхность совершенно «голой» и чистой. Если обменник алюминиевый, то вместо черной краски, которая кстати очень сильно нарушает теплообмен, поверхность следует обработать кислотой, после чего она приобретает темно-серый цвет и матовость. Так же можно поступить и со сталью, но при этом кислота должна быть ортофосфорная, после обработки, которой, поверхность становиться тоже темно-серой. Нержавейка к кислотам относится совершенно спокойно, поэтому ее придется красить. Краска должна быть обязательно черная и матовая, а слой должен быть самый тонкий в мире. Очень хорошо для этих целей подходит автогрунтовка черного цвета, к сожалению я не помню, как она называется. Находится она в аэрозольной упаковке. Поверхность можно укрыть ею очень тонким слоем.

     Самое простое конечно это изготовить корпус СК из дерева. Смотрим рисунок. Для этого по размеру теплообменника, с небольшим запасом для утеплителя, нужно изготовить ящик. Ящик можно изготовить из многослойной фанеры и досок. После изготовления, в ящике замазываются все щели автогерметиком или автошпатлевкой, силиконовый герметик через год – два отслаивается. Дно и борта ящика нужно утеплить пенопластом. Думаю пенопласт толщиной 30мм средней плотности вполне для этого подойдет, если работа СК предполагается и в холодное время года, если нет, то толщина пенопласта может быть выбрана поменьше. Сверху пенопласта наклеивается черная матовая бумага, ни один лучик не должен от чего либо отразиться. Приклеиваем пенопласт к ящику при помощи строительной пены и при помощи той же пены, утепляем все соединения пенопласта. Далее опускаем в ящик наш теплообменник и крепим его при помощи болтов. После этого верх ящика нужно укрыть максимально прозрачным материалом, чтобы он пропускал солнечное излучение, но препятствовал проникновению атмосферного воздуха. Для этого вполне подойдет стекло, или прозрачный поликарбонат. Закрываем ящик «стеклопакетом» и не жалея герметика, уплотняем соединения. Кроме теплообменника нам понадобится аккумулятор горячей воды, в качестве которого можно использовать готовую емкость или изготовить емкость самому. Аккумулятор может быть любым, как круглым так и прямоугольным, объемом…, кокой вам хочется, главное его хорошо утеплить. Ящик для водяного аккумулятора, как и корпус СК, обязательно должен быть герметичным. Все теперь размещаем теплообменник на вращающейся платформе и ориентируем его в сторону солнца. Соединяем его с накопителем шлангами в теплоизоляции. Если конвекция воды предполагается быть свободной, то расстояние между СК и аккумулятором должно быть, как можно меньше, а диаметр соединительных шлангов, как можно больше.
     Свободной (естественной, плотностной) конвекцией называется движение жидкости, вызываемое неоднородностью плотности частиц жидкости, находящихся в поле тяготения. Поэтому свободно конвективный перенос теплоты обусловлен перемещением частиц жидкости лишь в силу изменения их плотности, что, в свою очередь, обусловлено нагреванием или охлаждением ее. Например, если воду в сосуде, находящуюся при температуре выше 4°С, охлаждать сверху, то в воде возникнет свободная конвекция, т. е. активный перенос частиц воды снизу вверх. Одновременно будет происходить перенос более охлажденных частиц в обратном направлении. В этом случае наблюдается нестационарная свободная конвекция. Пока все. До свидания. К.В.Ю.