Сборка солнечного коллектора своими руками

В статье "Солнечный водонагреватель своими руками" были обсуждены простейшие конструкции солнечных нагревателей и принцип их работы, а также способы создания таких устройств своими руками. Сегодня мы рассмотрим процесс самостоятельной сборки солнечного коллектора. Его объем нагревательного бака составляет 200 литров. Такой прибор окупается за лишь несколько месяцев летней эксплуатации.

Для сборки этого нагревателя и подключению к водопроводу, были использованы следующие материалы:

– четыре листа ДСП от старой мебели с размерами: длинной 92, 92, 90, 90 см и одинаковой высотой 30 см;

– полиэтиленовая плёнка (рукав) чёрного цвета, толщиной 0,15 мм и размером 1,5х1,5 м;

– шурупы универсальные 4х60 мм, 8 штук;

– стекло оконное толщиной 6 мм (можно использовать стекло 4 мм), размером не меньше 92х92 см;

– пенопласт, две плиты размером 100х50 см и толщиной 5 см;

– садовый шланг из ПВХ, армированный для холодной воды 3/4, толщина стенок 1 мм;

– тройник латунный с резьбой 3/4, две резьбы наружные, одна внутренняя;

– насадка латунная для шланга диаметром 3/4, с внутренней резьбой 3/4 мм;

– два обжимных хомута для шлангов 3/4;

– лента тефлоновая уплотнительная;

– 2 прокладки уплотнительные 3/4 из паронита.

Из инструментов применялись:

– дрель с крестовой насадкой для шурупов;
– пила по дереву;
– плоскогубцы;
– ножницы.

Солнечный коллектор был размещен на крыше дома. Сборка началась с распиливания ручной пилой листов ДСП. Конечно, не обязательно использовать именно ДСП для сборки щитов короба. Это могут быть любые листовые материалы, например, доска строительная обрезная или полуобрезная, OSB, фанера и так далее. Для защиты от влаги и увеличения срока службы, нужно покрыть древесные материалы алкидной эмалью или лаком.

Скручиваем щиты шурупами в торец. Это не ракетостроение, тут вполне достаточно двух шурупов на каждом углу. Для удобства лучше всего сначала закрутить два шурупа в один щит на полу и потом уже скручивать щиты вместе. Если будете использовать сосновую доску или другие материалы сильно склонные к растрескиванию, то лучше предварительно просверлить отверстия под шурупы диаметром на 1–2 мм меньше диаметра шурупа. На крыше в тот день был сильный ветер, и поскольку работал сам, то пришлось призвать на помощь четыре силикатных кирпича, впрочем, они были не против помочь :).

Десять минут и внешний короб для солнечного коллектора готов. Можно было бы собрать его ещё быстрее, но в одном месте, не удалось сразу попасть закручиваемым шурупом точно в центр торца противоположной доски, решил для надёжности выкрутить и закрутить шуруп заново.

Для того чтобы вода в нагревателе была погорячее, меньше остывая через дно, укладываем на дно короба коллектора лист пенопласта. Пенопласт использовался самый дешевый марки ПСБ-С-15. Если у Вас высота щитов получится не высокая (меньше 25 см), то лучше взять листы пенопласта по размерам больше короба и поставить короб на пенопласт, чтобы высота пенопласта не «съедала» лишний полезный объём солнечного коллектора.

Проделываем в верхнем крае щита выемку для укладки шланга, для этого использовалась пила по дереву и плоскогубцы.

Далее настилаем плёнку. Чёрная плёнка на солнце за считанные минуты нагрелась так, что до неё было тяжело дотронуться. Советую использовать для нагревателя первичную полиэтиленовую плёнку, так как от вторичной полиэтиленовой плёнки (у неё шероховатая поверхность) воде может передаться неприятный запах. Лишние свободные концы плёнки, для уменьшения затенения короба нужно отрезать и прикрепить края к коробу любым способом – канцелярскими кнопками, гвоздями, шурупами.

Заводим шланг на кровлю. В моём случае проводить нужно было сквозь бетонные плиты, в которых сверлились отверстие буром по бетону 20 мм. Просверлить удалось лишь с третьего раза – два первых бур попал в арматуру. Использовался самый дешевый шланг (тонкостенный ПВХ-шланг). При укладке шланга учитывайте радиус загиба, он не должен быть слишком маленьким, иначе шланг перегнётся. Так же советую не жадничать и купить шланг на пару метров больше расчётной длины, на всякий непредвиденный случай.

Так как шланг с водой весит намного больше, чем пустой, то было решено его закрепить посередине пути на крышу (высота 6 метров), для этого просто примотал его скотчем к деревянной дощечке, закреплённой на стене. Заводим шланг в солнечный нагреватель и накрываем его стеклом, для того чтобы стекло было удобно заносить на крышу и случайно не разбить, я разрезал его на три части. Так же вместо оконного стекла, на крайний случай, можно использовать просто плёнку, но её тогда придётся периодически менять, так как она рассыпается на кусочки из-за разрушения от солнечного излучения.

Обратите внимание! Конец шланга должен быть опущен на дно нагревателя, при этом сам шланг заходит в ёмкость для воды сверху, то есть совсем не обязательно заводить шланг в бак снизу ёмкости, сифонный эффект сделает своё дело и вода будет течь по заполненному водой шлангу как бы снизу вверх.

Если же бак для воды солнечного нагревателя вообще ни чем не накрывать, то вода в нём, пусть и слабее, всё рано нагреваться будет, но в этом случае в баке будет оседать пыль из воздуха и на его поверхности скапливаться грязь, как в этой луже что на фото.

Подключаем солнечный нагреватель к водопроводу, перед накручиванием тройника на резьбу наматывается тефлоновая уплотнительная плёнка, без неё соединение будет протекать. Эту же плёнку нужно использовать для всех резьбовых соединений трубопроводной арматуры.

Для подключения использовались такие комплектующие:

– два крана с резьбой 3/4 (одна резьба наружная, другая внутренняя);
– тройник с резьбой 3/4 (одна резьба внутренняя, две наружные);
– насадка для шланга.

Как видите из фото, одного обжимающего хомута для сравнительно жесткого ПВХ-шланга оказалось не достаточно – соединение шланга с насадкой стало немного протекать, а поскольку второго хомута не было, пришлось временно дополнительно обжать шланг на насадке медной проволокой.

Бак готов и начал наполнятся водой. Было бы неплохо в будущем для удобства прикрепить к баку электронный датчик уровня воды, но пока что датчик уровня очень простой – как только вода с крыши потекла, значит – бак заполнился.

Уже в первый день за шесть часов (с полудня до шести часов вечера) нагреватель оправдал все надежды. Так, при ясной погоде и температуре воздуха +32ºС вода в солнечном баке прогрелась до +44ºС и была довольно горячей на ощупь.

На следующий день выдалась пасмурная погода, небо затянулось плотными тучами, иногда шел небольшой дождь. При такой «хмурой» погоде и максимальной дневной температуре воздуха +27ºС, вода в нагревателе прогрелась до +31ºС. Максимальная температура воды зависит от степени наполнения бака водой. Практическим путем доказано, что при заполнении бака наполовину ясным днем при температуре воздуха +32ºС вода в баку прогрелась до рекордных +51ºС.

К шести часам утра вода в баке вне зависимости от степени нагревания остывала практически до температуры наружного воздуха. Если Вы хотите использовать теплую воду утром, то нагретую воду каждый вечер нужно сливать в бойлер или другую утеплённую ёмкость, либо укрывать со всех сторон нагревательный бак плитами пенопласта толщиной не менее 5 см.

Стоимость всех материалов затраченных на строительство самого солнечного коллектора своими руками составила около $12. Это стоимость дерева для короба, шурупов, плёнки, стекла и пенопласта. Стоимость бюджетного садового шланга 3/4 из ПВХ – $1 за метр. Ещё $6 было потрачено на трубопроводную арматуру (два крана, тройник, переходник, хомут и уплотнительные материалы). Вся работа по сборке коллектора вместе с подключением его к водопроводу длилась примерно полтора часа.

Таблица. Расходы денег и времени на сборку солнечного коллектора своими руками

Материалы, вид работ	Расходы
Короб коллектора (дерево, шурупы, пленка, стекло, пенопласт)	96 грн (12$)
ПВХ шланг (всего 15 м)	120 грн (15$)
Трубопроводная арматура (2 крана, тройник, переходник, хомут и уплотнитель)	48 грн (6$)
Всего денег	264 грн (33$)
Всего времени	1,5 часа