Коллектор отопления своими руками: распределительный коллектор отопления, гребенка, сварной коллектор, как правильно собрать, производство самодельного полипропиленового коллектора

Распределительный коллектор отопления своими руками: инструкция

Автономные системы отопления могут быть построены разными способами. Одним из самых популярных типов системы отопления в доме является конструкция с жидким теплоносителем. Обычно в его качестве используется вода со специальными присадками.

Распределительный коллектор отопления

Такая система может иметь несколько обогревательных контуров, например, отопление через радиаторы и через теплые полы. Для того, чтобы вода в такой системе распределялась равномерно – нужен коллектор отопления распределительный.

Содержание

• Назначение отопительного коллектора
  • Как распределяется теплоноситель в частном доме?
• Гидравлическая стрелка и ее функция
• Компаланарный распределительный коллектор
• Изготовление распределительного коллектора своими руками
  • Проектировка коллектора
• Изготавливаем коллектор распределения
  • Обзор самодельного распределительного коллектора

Назначение отопительного коллектора

Отсутствие распределительного коллектора в системе водяного отопления может привести к тому, что вода в разные контуры системы может поступать неравномерно. В результате у вас будет горячий пол и холодные радиаторы, или наоборот.

Это может происходить от того, что к одному выходному патрубку бойлера может быть подключено несколько контуров отопительной системы. Жидкость протекает по таким соединениям неравномерно, в результате чего части помещений не будет хватать тепла. А ведь именно от количества теплоносителя, проходящего по трубам, объема и скорости его перемещения и зависит эффективность системы теплоснабжения.

трубы, отходящие от бойлера

Некоторые владельцы домов пытаются решить эту проблему установкой дополнительных насосов и регулирующих клапанов. Но это только усложняет систему и не всегда приводит к равномерному распределению теплоносителя.

Как распределяется теплоноситель в частном доме?

Возьмем для примера отопительную систему для частного дома площадью в 100 квадратов. Прибором для нагрева воды будет являться настенный газовый котел, имеющий один выходной патрубок с диаметром ¾ дюйма.

В доме у нас имеется два отопительных контура и один контур, нагревающий воду для бытового использования косвенным нагревом. Все контуры построены из труб с диаметром в 1 дюйм. Как рассчитать и построить эффективную систему теплоснабжения?

Первым делом уясняем для себя, что основной причиной некачественного теплоснабжения является элементарная нехватка теплоносителя в системе. А вот основной причиной такой нехватки является чрезмерно узкие распределительные трубопроводы.

Таким образом, повысить эффективность тепловой системы, то есть увеличить диаметр распределительных труб можно двумя способами:

распределение теплопотоков

• При использовании котлов со встроенными насосами к ним подключают гидрострелку (распределитель потоков). При этом на каждом контуре потребления тепла необходимо установить собственный циркуляционный насос. Но такое устройство будет работать только в небольшом здании. При повышении отапливаемых площадей его эффективность и надежность резко падает.
• Наиболее надежным способом станет подключение к источнику тепла водяного распределительного коллектора.

Наиболее совершенный вид распределительного коллектора называется кампланарным. С его помощью эффективно решается проблема соединения труб разного диаметра и объема размещаемого теплоносителя.

распределительный гидроколлектор на 4 контура

Рассмотрим, как своими руками создать системы распределения теплопотоков.

Гидравлическая стрелка и ее функция

Это довольно простое устройство. Его можно изготовить из отрезка трубы с сечением в три раза больше, чем выходной патрубок котла. На торцы отрезка необходимо приварить заглушки выгнутой формы. В заглушках затем прорезаются отверстия с нарезанной резьбой. Они будут служить для сброса воздуха или слива воды. В теле трубы сверлим отверстия, в которых также нарезаем резьбу. К ним мы будем подключать выходной патрубок котла и отопительные контуры. Корпус гидрострелки после этого необходимо зашкурить и покрасить.

гидрострелка

Компаланарный распределительный коллектор

Несмотря на то, что в строительных магазинах имеется большой ассортимент распределительных коллекторов разных размеров – подобрать устройство точно под свою систему отопления иногда бывает затруднительно. Может не совпадать или количество контуров или их сечение. В результате вам придется мастерить монстра из нескольких коллекторов, что явно не лучшим образом скажется на эффективности системы отопления. Да и не дешевым будет такое удовольствие.

При этом не стоит верить рассказам «бывалых», что система может прекрасно работать и при прямом подключении к котлу. Это ошибка. Если в вашей отопительной системе имеется более трех контуров – то установка распределительного коллектора является не прихотью, а необходимостью.

А вот при отсутствии в продаже распределительного коллектора, подходящего вам по параметрам – его вполне можно сделать своими руками.

Изготовление распределительного коллектора своими руками

Проект распределительного коллектора разрабатывается исходя из количества отопительных контуров в вашей системе. Оцените, где расположен ваш нагревательный котел, какой в нем имеется входной и выходной патрубок, какое количество отопительных контуров или контуров косвенного нагрева будет задействовано в отопительной системе. Возможно вы планируете увеличивать количество контуров в вашем доме, например, пристроить еще комнату в следующем году. К распределительной системе также могут подключаться солнечные коллекторы, тепловой насос и другие устройства. Также считаем все системы распределительного тепла, включая теплые водяные полы, отопительные радиаторы, фэнкойлы и так далее.

Составляем схему нашей отопительной системы, учитывая, что у каждого контура имеется труба подачи горячей воды и труба обратки.

В ходе проектирования системы не забудьте определить месторасположения дополнительного оборудования, такого как расширительный бачок, клапан автоматической подпитки, сливной кран и кран для заполнения системы, группа термостатов и так далее.

Производит пространственное проектирование, то есть определяем откуда и куда в наш распределительный коллектор будут подключаться трубы. Практика подсказывает, что на торцах коллектора обычно монтируются патрубки для подключения твердотопливного котла и для косвенного нагрева. Если у вас в системе есть настенный газовый или электрический котел – он врезается сверху или также в торец.

Исходя из имеющейся информации составляем чертеж будущего распределительного коллектора. Удобно для этого воспользоваться миллиметровой бумагой. Расстояние между патрубками не должно составлять менее 10 сантиметров, но и разносить их шире 20 сантиметров также не следует. Для одного контура отопления, расстояние меду патрубком подачи и патрубком обратки не должно быть менее 10 сантиметров. Желательно, чтобы группы патрубков одного контура визуально выделялись.

Проектировка коллектора

На приведенном ниже рисунке приведен пример проектирования распределительного коллектора, в который будет подключено шесть контуров отопительной системы.

На первом этапе чертим два прямоугольника. Это собственно коллектор подачи и коллектор обратки.

коллектор подачи и коллектор обратки

На троцах коллекторов проектируем подсоединение котла и бойлера косвенного нагрева. Не забывайте проставлять на чертеже параметры сечения будущих патрубков.

подсоединение котла и бойлера косвенного нагрева

Проектируем подключение контуров отопления и дополнительных нагревательных котлов. Не забывем проставлять сечение труб и размеры патрубков. Подписываем все спроектированные патрубки.

подключение контуров отопления и дополнительных нагревательных котлов

На следующем этапе проектируем подключение дополнительного оборудования. В нашем случае это расширительный бачок, кран слива, защитный блок, термометр системы. Обратите внимание, что контуры подачи теплоносителя выделяются красным, а контуры обратки – синим цветом.

подключение дополнительного оборудования

Это был черновой чертеж. Проверяем его правильность и переносим его начистовую на новый лист бумаги. Именно исходя их этого проекта мы и будем создавать самостоятельно распределительный коллектор.

чистовой чертеж

Изготавливаем коллектор распределения

Проводим расчет материала, необходимого для изготовления коллектора. Легче всего это сделать в электронных таблицах Excel. Заодно в этой программе можно рассчитать и стоимость материалов, потребных для изготовления устройства. Приобретаем необходимый исходный материал и готовим инструменты для самостоятельного изготовления.

готовим инструменты

Исходными материалами для основных частей коллектора будут служить трубы обычные или квадратного сечения. Производим на них необходимую разметку, используя штангенциркуль, линейку и керн.

Производим необходимую разметку

С использованием газового резака делаем отверстия под патрубки.

делаем отверстия под патрубки

Вставляем патрубки (отрезки труб с резьбой) в посадочные места.

Вставляем патрубки

Фиксируем патрубки сваркой. Сначала начерно, а потом обвариваем по всему периметру.

Фиксируем патрубки сваркой

Также привариваем к корпусу кронштейны для крепления на стену.

привариваем к корпусу кронштейны

Зачищаем места сварки от окалины и ржавчины.

Зачищаем места сварки

Всю конструкцию обрабатываем обезжиривающим составом, покрываем краской и лаком.

обрабатываем обезжиривающим составом, покрываем краской и лаком

Краска полностью схватывается через два-три дня и нашем распоряжении оказывается самостоятельно изготовленный распределительный коллектор. Теперь осталось только установить его на место и подсоединить к нему все входящие и исходящие контуры.

готовый самодельный распределительный коллектор

Система с распределительным коллектором будет работать намного эффективнее, чем простое нагромождение отопительных труб

Для того, чтобы поймать все нюансы самостоятельного изготовления распределительного коллектора и область его применения – рекомендуем вам посмотреть обучающее видео.

Обзор самодельного распределительного коллектора

Коллектор отопления своими руками для полипропиленовых труб

Главная » Инженерные системы » Отопление » Оборудование для отопления

Изготовить коллектор отопления своими руками из полипропилена можно быстро и без особых затрат. К нему подключаются не только радиаторы, но и теплый пол, солнечный нагреватель. Используется не последовательная схема подключения, а параллельная. Устройство осуществляет распределительную функцию, равномерно подавая тепло ко всем приборам.

Дополнительное оборудование обеспечивает контроль над системой и возможность регулировать температуру в отдельных помещениях или отключать автономные контуры. Коллектор незаменим в многоэтажных домах, при большой площади здания.

Опубликовано: 21.03.2018Рубрика: Оборудование для отопленияАвтор: Andrey Ku

Изготовить коллектор отопления своими руками из полипропилена можно быстро и без особых затрат. К нему подключаются не только радиаторы, но и теплый пол, солнечный нагреватель. Используется не последовательная схема подключения, а параллельная. Устройство осуществляет распределительную функцию, равномерно подавая тепло ко всем приборам.

Дополнительное оборудование обеспечивает контроль над системой и возможность регулировать температуру в отдельных помещениях или отключать автономные контуры. Коллектор незаменим в многоэтажных домах, при большой площади здания.

Роль устройства в разводке и его особенности

Системы отопления, сделанные по схемам, позволяющим значительно сэкономить на трубах, и запорной арматуре, не обладают достаточной эффективностью. В условиях существенного подорожания теплоносителей их применение дорого обходится потребителям. Прокладка трубопровода к радиаторам с использованием коллектора изменит положение. Не будет перерасхода топлива, нагрев каждого прибора регулируется.

Система приобретает новые функциональные возможности: повышается безопасность и пригодность к ремонту. Теперь для устранения протечки не понадобится отключать всю систему и сливать воду. Перекрывают ветку, ликвидируют неисправность, а отопление в остальных помещениях продолжает работать.

Коллектор, который еще называют гребенкой, – это цилиндрическая деталь, имеющая один вход и выводы, соединяющие ее с приборами. Размеры ничем не ограничены и зависят от количества подключенных отопительных устройств. На трубах устанавливают запорную арматуру, которой регулируют подачу теплоносителя для каждого отдельного контура. Применяют вентили двух видов. Для перекрытия участков обычно используются отсекающие шаровые краны. В качестве регулировочных они непригодны, требуются другого типа.

Работа осуществляется по следующему принципу: теплоноситель под принудительным давлением попадает в устройство. Отсюда он по отводам распределяется к радиаторам, теплому полу. Применяется коллекторная схема (называют еще лучевой), суть которой в параллельном подключении потребителей. Каждый имеет свою подающую магистраль и обратку, которые оснащены арматурой. Даже при одновременном включении всех приборов нагрев равномерный.

Для создания принудительного напора используется циркуляционный насос. Он выбирается исходя из площади и этажности дома. Если система с теплым полом, требуется большая производительность, потому что в ней создается повышенное сопротивление. Разница температур на входе и выходе сокращается, нагревание более качественное. Вместо регулировочных кранов возможно использование термостатов, что гарантирует точную подачу тепла. Если трубы размещены под стяжкой, на каждом приборе устанавливают воздушный кран.

Коллекторы применяют с разнообразными системами:

1. Отопление радиаторами. Используют различные схемы подключения, но обычно нижнее с полипропиленовыми трубами, которые прячут под покрытием или плинтусами.
2. Теплый водяной пол. В основном применяется в качестве вспомогательного.
3. Солнечный обогрев. При ясной погоде с одного квадратного метра устройства возможно получить 10 Квт/час энергии.

При лучевой разводке температура в каждом контуре регулируется отдельно, для чего на термостате выставляются нужные показатели. В гараже достаточно 10°, в детской требуется не меньше 20°, а для теплого пола – не более 35°, иначе ходить по нему будет неприятно, возможна деформация покрытия. В домах с несколькими уровнями гребенку монтируют на каждом этаже.

Расчет параметров и комплектация

Чтобы сделать коллектор отопления своими руками, сначала определяют его функциональную нагрузку. Можно установить не один, а для каждого места теплоснабжения отдельный. От этого зависит комплектация, габариты и автоматизация.

Перед сборкой выполняют расчет, выбирают место установки. Чтобы система работала, требуется два соединенных узла. Один для подачи горячей воды к отопительным приборам, второй собирает остывшую и направляет в котел.

Схема распределительной гребенки

Изготовление начинают с планирования, в котором разрабатывают характеристику элементов отопительной системы:

• сколько будет контуров, соответственно выходов к ним;
• количество и мощность нагревательных установок;
• наличие дополнительного оборудования: насосы, арматура, терморегуляторы, манометры, баки и другое.

Рекомендуется выделить отдельно контуры на теплые полы. Автономной работы требуют батареи в помещениях, где температура значительно отличается в одну или другую сторону, например гараж и детская комната. Подача теплоносителя на этажах и крыльях дома осуществляется независимо.

Учитывают, с какой стороны будет подвод контуров. Подключение газовых и электрических котлов выполняется сверху или снизу. Если устанавливается насос или используется твердотопливный агрегат, то с торца коллектора.

Для расчета используют правило трех диаметров, когда сечение гребенки в 3 раза больше подключаемого патрубка. Входную и выходную группы размещают в пределах 10–20 см одна от другой, на таком же расстоянии присоединяются контуры отопления. Для точного определения их диаметр умножают на 3. Уходить в большую или меньшую сторону не стоит, это создаст неудобства в обслуживании.

Схема с размерами наносится на лист бумаги, что позволит получить эскиз, по которому легче изготовить распределитель. По рисунку ясно, какие материалы и комплектующие понадобятся и сколько.

Дополнительные элементы

Гребенка оборудуется необходимыми устройствами. Для минимальной комплектации достаточно запорной арматуры, но тогда установить теплоотдачу отдельных приборов невозможно. На подающей секции монтируют регулировочные краны, которые позволяют плавно изменять количество поступающего теплоносителя. На обратную группу устанавливают расходомеры.

Важно правильно выбрать циркуляционный насос. Играет роль не мощность, а количество воды, которую ему придется перекачивать. Покупают агрегат с производительностью, которая на 10% превышает расчетную. Если в системе используется несколько коллекторов, требуется отдельный для каждого. То же самое рекомендуется для теплого пола, где создается повышенное сопротивление.

Для него применяется другое оборудование:

1. На патрубках подающих магистралей – регулировочные клапаны для полной или частичной остановки притока горячей воды. Для самодельного коллектора рекомендуются автоматические устройства, подобные терморегуляторам.
2. На обратной гребенке используются расходомеры, ограничивающие поступление охлажденного теплоносителя. Они повышают эффективность системы.
3. Обязательный для теплого пола смеситель горячего и остывшего потока. Служит для оптимизации температурного режима.

Несмотря на разницу конструктивного исполнения, все распределительные гребенки предназначены для обеспечения устойчивой работы отопления. В продаже имеются готовые изделия, но трудно подобрать под конкретную схему. Придется или устанавливать дополнительный коллектор, или глушить лишние входы и выходы. Лучше изготовить своими руками. Тогда максимально учитываются характеристики системы, что позволит использовать ее с наиболее эффективной отдачей.

Можно автоматизировать коллектор на самом высоком уровне, когда не понадобится вмешательство человека. Используют сервоприводы с электронным блоком управления.

Изготовление и монтаж отопительного коллектора

Гребенка из полипропилена делается довольно легко. Требуется иметь тройники и для минимальной комплектации шаровые краны. Даже самое простое устройство, собранное своими руками, обладает многими достоинствами. К нему можно подключить требуемое количество отводов, система будет работать эффективно.

Коллектор для полипропиленовых труб, выполненный из такого же материала, предпочтительнее, чем из металла. Он дешевый и прочный, долговечный – не подвергается коррозии, на стенках не образуется накипь. Фитинги надежно соединяются сваркой, что обеспечивает хорошую герметичность.

Требования к материалу

О свойствах узнают из маркировки, нанесенной на стенки. Для отопления используется марка PP-R, которая имеет повышенную термостойкость. Символы PN с числами, которые идут следом, обозначают давление, которое способны выдержать изделия. В домах с автономным теплоснабжением применяют с индексом 20, для централизованных систем – 25. Все данные представлены в таблице:

Для монтажа гребенки выбирают материал с армирующим слоем из алюминиевой фольги или стекловолокна. Последний вариант предпочтительнее, подобные изделия не подвергаются расслоению. Они маркируются красной продольной полосой.

Чтобы изготовить коллектор отопления своими руками из полипропилена, понадобятся:

• трубы нужного размера;
• заглушки на одну сторону в каждой группе;
• муфты и тройники;
• шаровые краны.

Фитинги бывают одинакового диаметра со всех концов или переходные для присоединения труб разного размера. Стенки у них очень толстые, поэтому армирование не применяется. Это минимальная комплектация, при необходимости добавляют другие устройства.

Как соединить отдельные узлы

Чтобы собрать коллектор из полипропилена, используют специальный паяльник. Для домашних нужд можно приобрести дешевый непрофессиональный аппарат. Применяются особые ножницы, чтобы края получались ровными без перекоса, и торцеватель, которым зачищают патрубки от армирующего слоя вокруг соединения.

Используя рабочие чертежи, нарезают заготовки нужного размера. Места пайки обезжиривают, включают аппарат, выставленный на температуру 260°. Когда лампочка погаснет (в других моделях загорается зеленая), устанавливают соединяемые коллекторные детали в насадки. Когда пройдет определенное время, патрубок и муфту соединяют, дают остыть.

Важна продолжительность процесса, от нее зависит надежность и долговечность узла. Если недодержать, стык расслоится. О том, сколько длится сварка пластика, можно узнать из таблицы, которая имеется в наборе инструмента.

Сборку конструкции проводят, придерживаясь последовательности:

• сначала соединяют тройники;
• с одной стороны устанавливают заглушку, с другой – уголок, если подача снизу;
• на отводы приваривают отрезки, на них монтируют запорную арматуру для полипропиленовых труб и другие приборы.

Место для блока предусматривают при разработке проекта. Делают специальную нишу невысоко от пола. Можно купить шкафчик и закрепить на стене.

Солнечный коллектор из полипропиленовых труб

В качестве дополнительного источника используют нагревательную установку, аккумулирующую и преобразующую лучевую энергию в тепловую. Она подключается к общей схеме, подает подогретую воду. Гелиосистема не может служить круглый год и являться основной, но как вспомогательная способна сэкономить расходы на теплоносители.

Чтобы собрать корпус, используют деревянные бруски с досками, фанерой, ДСП или металлические уголки. На дно короба укладывают теплоизоляцию – пенопласт, стекловату. Сверху устанавливают поглощающую панель из поликарбоната, окрашенного в черный цвет. Теплоприемник из полипропиленовых труб размещают поверх нее. Отрезки соединяются тройниками, на выходе и входе стоят муфты. Абсорбирующий элемент закрывается стеклом.

Солнечный коллектор из полипропиленовых труб: 1 – уголок; 2,9 – переходы; 3,5 – трубы полипропиленовые; 4,10 – тройники; 6 – черный лист; 7 – утеплитель; 8,11 – заглушки; 12 – ящик.

Иногда применяют накопительный бак емкостью 20–40 литров или меньшие резервуары, соединенные последовательно. Его покрывают теплоизоляцией, чтобы накопленная за день энергия не терялась. Система может функционировать и без него, если подогретую воду расходуют сразу, но она поддерживает стабильное давление. Солнечный коллектор подключают к общей схеме отопления или используют для хозяйственных нужд.

Заключение

Распределительная гребенка в собственном доме или квартире повышает ремонтопригодность системы и эффективность за счет правильного регулирования подачи теплоносителя. Автоматизация позволяет избежать ручного управления. В домах с большой площадью, многоэтажных без их применения сложно добиться хорошего и равномерного обогрева всех помещений.

Покупной коллектор стоит немало. Изготовление своими руками металлического требует применения сварочного аппарата и высокой квалификации рабочего. Создание распределительного узла из полипропиленовых труб – оптимальный вариант. Он обойдется значительно дешевле, не требует особого умения, к тому же можно выбрать конструкцию, наиболее подходящую для конкретной отопительной системы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Постройте недорогую систему солнечного отопления – Новости Матери-Земли

Вы можете построить недорогую систему солнечного отопления, которая будет стоить всего 30 долларов из собственного кармана.

Построить недорогую систему солнечного отопления

См. схемы системы солнечного отопления в галерее изображений.

«Для сверхпростой и сверхдешевой системы солнечного отопления, которая действительно работает, — говорят Дон Р. и Джордж Уотерман из Спрингфилда, штат Миссури, — вам нужно следовать только четырем правилам. Во-первых, глазурь недорогой пластиковой пленкой вместо стекла или плексигласа. . . во-вторых, используйте существующую южную стену строения в качестве задней части коллектора. . . в-третьих, забудьте о попытках накопить тепло, которое вы собираете. . . и, четыре, поищите!»

Если вы действительно хотите, чтобы солнечная энергия работала на вас прямо сейчас при минимальных денежных вложениях, вы можете это сделать. Я знаю, потому что прошлой зимой мой отец, Джордж Уотерман, и я снабдили изолированную мастерскую 30 на 40 почти всем теплом, необходимым для поддержания комфорта внутри здания в течение почти нулевых дней. . . и мы сделали это с установкой солнечного отопления, которая обошлась нам в общей сложности всего в 30 долларов.

Мы совершили этот подвиг с помощью четырехкратного секрета недорогого строительства: [1] мы остеклили наш солнечный коллектор размером 8 на 30 футов недорогой пластиковой пленкой вместо стекла или плексигласа, [2] мы использовали существующую в нашей мастерской южную обращенной к задней стенке коллектора, [3] мы не встроили в нашу конструкцию теплоаккумулятор, и [4] мы взяли много материала, который шел в систему солнечного отопления.

Во многом благодаря четырем пунктам, перечисленным выше, наш солнечный обогреватель также был довольно прост по конструкции и собирался очень быстро. Мы установили всю систему, потратив всего около недели работы (растянутой из-за плохой погоды почти на две недели). Сравните наше общее время и денежные вложения с 1500, 2000 долларов или более, которые стоили бы 240 квадратных футов коллекторов промышленного производства (до установки, конечно, и до добавления еще одной нелепой суммы на воздуходувки, воздуховоды и т. д.). . . и я думаю, вы согласитесь, что наши первоначальные инвестиции были вполне разумными.

Обслуживание (которое в основном должно включать замену двойного слоя пластиковой пленки нашего коллекционера) не будет постоянными расходами, как вы могли бы подумать. Мы рассчитываем менять нашу пленку не чаще, чем раз в два года (одну зиму она уже пережила, а на другую выглядит хорошо). Но даже если нам придется каждый год менять оба слоя пластика, это совсем недорого (рулон шестимильного полиэтилена размером 8 футов на 100 футов обошелся нам всего в 17 долларов). При такой цене потребуется 34,5 года ежегодных замен, чтобы сложить стоимость (400 долларов США) одного оригинального двойного комплекта стеклянных крышек коллектора. . . и 69лет ежегодной замены, чтобы равняться стоимости (800 долларов США) остекления из двойного плексигласа. Мы думаем, что компромисс работает в нашу пользу.

Как мы создали и покрасили нашу систему солнечного отопления

Мы начали наш сборщик, наметив его область размером 8 на 30 футов с четырьмя 15 футами в длину и двумя 7 футами 9 дюймов в длину 2 на 4. (Поскольку наш пластик был всего восемь футов в ширину, мы использовали стойки 7 футов 9 дюймов на концах устройства, которые, будучи закрыты сверху и снизу «2 на 4» толщиной 1 1/2 дюйма, в сумме составляли ровно восемь пластиковых -фут шириной.) Эти 2 на 4 могли быть просто прибиты гвоздями (краем) к южной стене магазина, но мы нашли время, чтобы установить их несколько более сложным (и мы думаем, лучше) способом. Что мы сделали, так это сначала прибили гвоздями полоски пиломатериала размером 3/4 дюйма на 2 1/2 дюйма к краям 2 на 4 (см. Детали, которые я набросал на диаграммах в галерее изображений). Поскольку так называемые 2 на 4, продаваемые сегодня, на самом деле имеют размеры только 1 1/2 дюйма на 3 1/2 дюйма, это означает, что полоски образовывали выступ размером 3/4 дюйма в глубину и полный один дюйм шириной полностью вокруг 8 футов. на 30 футов окружности рамы коллектора. И тогда было ужасно легко прикрепить раму (прямо через край) к стене магазина с помощью шурупов.

Мы сделали уплотнение между рамой 2 на 4 и шпунтованным сайдингом на стене цеха максимально герметичным, заполнив каждую щель, которую смогли найти, небольшим количеством стекловолоконной изоляции и старого картона. Хороший слой герметика, нанесенный полностью по внешней стороне стыка коллектор-стена, завершил эту часть работы.

Как только наш коллектор был обрамлен, мы прорезали три отверстия в той части стены магазина, которая была окружена обрамлением: по одному вверху по центру и по одному в нижних углах. Эти отверстия, конечно же, были сделаны для того, чтобы холодный воздух из мастерской мог попасть в коллектор (через два нижних отверстия), где он будет нагреваться перед выходом обратно в цех (через верхнее, центральное отверстие) для обогрева здания.

Размер верхнего отверстия определялся размерами кожуха вокруг воздухозаборника на нагнетателе, который мы позже установили внутри цеха и над проемом. (Подробнее об этой части нашей установки см. в разделе «ВЕНТИЛЯТОР» этой статьи.) Два воздухозаборника, однако, в значительной степени были рассчитаны на основе случайных догадок.

Что бы вы предпочли? Пропустите немного воздуха через коллектор и сильно нагрейте его. . . или позволить большому количеству воздуха проходить и нагреваться лишь умеренно? Размер ваших впускных отверстий может так или иначе решить этот вопрос. Однако в целом лучше сделать эти отверстия слишком большими, чем слишком маленькими. . . поскольку сильно ограниченные впускные отверстия будут «морить голодом» воздуходувку в верхнем отверстии, заставят ее работать чрезмерно и, таким образом, заставят ее быстрее изнашиваться. Вы также обнаружите, что больший объем воздуха, свободно циркулирующего через коллектор, а затем обратно в обогреваемое помещение, окупается (особенно в больших зданиях) более равномерной температурой во всем отапливаемом помещении.

42 усеченных треугольника (треугольники с отрезанным одним концом), которые мы использовали в качестве прокладок внутри нашего коллектора, были вырезаны из оставшихся двухфутовых отрезков 2 на 12, которые мы бесплатно подобрали на местной лесопилке.

Если бы мы не добавили выступ толщиной 3/4 дюйма к раме нашего коллектора, эти усеченные треугольники были бы обрезаны высотой 2 3/4 дюйма. Однако, поскольку мы добавили выступ к раме, мы сделали треугольники высотой 3 1/2 дюйма. (Вся идея, конечно, состоит в том, чтобы вырезать эти прокладки так, чтобы, когда они будут покрыты полосами толщиной 3/4 дюйма, которые составляют каркас передней части коллектора… внешние [передние] поверхности полосок выйдет на одном уровне с внешними [передними] поверхностями 2 на 4, которые образуют периметр коллектора.)

Я также должен отметить (независимо от того, какую высоту распорки вы используете при сборке одного из этих коллекторов), что на самом деле вам не нужно делать блоки в форме усеченных треугольников. «Уши» на таких треугольниках очень удобны, когда нужно прибить или прикрутить их к стене. . . но квадратные прямоугольные блоки длиной около 31 фута и высотой 2 3/4 дюйма или 3 1/2 дюйма будут работать так же хорошо, если вы не возражаете прибить их на место.

Распорки в виде усеченных треугольников были установлены шипами в три равномерно расположенных горизонтальных ряда так, чтобы они находились на расстоянии двух футов друг от друга, от центра к центру, как по горизонтали, так и по вертикали. Как только они были на месте, мы нанесли хороший толстый слой черной морилки на треугольники, всю площадь стены, ограниченную основной рамой коллектора, а также внутреннюю и внешнюю поверхности самой рамы. (Как вы знаете, темные цвета — особенно черный — склонны поглощать солнечное тепло, тогда как более светлые цвета отражают солнечные лучи… и мы хотели, чтобы наш солнечный коллектор поглощал.)

Это хорошее место, чтобы упомянуть, что вы не должны покрывать внутреннюю часть одного из этих коллекторов краской, содержащей свинец или любое другое токсичное соединение. Относительно высокие температуры, иногда генерируемые внутри устройства, могут выделять вредные элементы в виде газов, которые затем смешиваются с воздухом, проходящим через коллектор, и выбрасываются в жилую или рабочую зону, обогреваемую солнечной установкой. Даже морилка, которую мы использовали, издавала довольно неприятный (хотя и безвредный) запах в течение первых нескольких недель работы нашего солнечного обогревателя. И это было достаточно плохо. Поэтому прислушайтесь к совету знающего человека: покрасьте внутреннюю часть вашего коллектора только высокотемпературной матовой черной краской или морилкой, которая не содержит абсолютно никаких токсичных соединений и которая, если это вообще возможно, не будет издавать запахов при нагревании до такой высокой температуры. как 200 градусов по Фаренгейту или больше на солнце.

Воздуходувка солнечного коллектора

После того, как вы обрамите и покрасите внутреннюю часть вашего коллектора — и до того, как вы добавите облицовочные полосы и пластиковую пленку на его переднюю часть — вы, вероятно, сочтете удобным установить вентилятор на выпускном (верхнем) вентиляционном отверстии вашего обогревателя. (Хотя этот вентилятор устанавливается внутри магазина или помещения, которое нужно отапливать, а не внутри самого коллектора, вам может быть очень удобно установить вентилятор так, чтобы один мужчина или женщина работали внутри, а второй снаружи. После того, как пластиковая пленка будет на месте, это, конечно, уже невозможно.)

Мы спасли наш воздуходув от старой, неиспользованной газовой печи, которая пылилась в подвале моего отца. Вентилятор с «беличьей клеткой» был идеальным (как и должно быть, поскольку именно для такой работы он и был разработан) для распределения теплого воздуха по площади 30 на 40 футов, которую мы хотели нагреть.

Если у вас нет под рукой старой воздуходувки, как у нас, спросите в местных магазинах по продаже и снабжению печей. На каждый новый центральный отопительный прибор, входящий в уже построенный дом, обычно приходится старый выходной. Один торговец рассказывал моему отцу, что иногда у него накапливается так много замененных печей, что ему приходится вывозить их — замок, запас и воздуходувки — на свалку. Вот почему он всегда рад снять часть вентиляторов и продать их по цене. Его цена? Обычно около 3 долларов за вентилятор с работающим двигателем. . . хотя мы отговорили его от четырех вентиляторов с моторами и двух без, на общую сумму восемь баксов. Поторгуйтесь немного.

А если в торге не получится найти пару-тройку «настоящих» вентиляторов, вместо них всегда можно использовать старый оконный вентилятор. Конечно, такой вентилятор, вероятно, займет больше места, чем один из компактных вентиляторов с короткозамкнутым ротором, и вам, скорее всего, придется вырезать отверстие большего размера в стене, где он крепится, чтобы обеспечить надлежащую передачу воздуха. Но это ни здесь, ни там. Важно помнить, что у вас есть большая свобода действий, когда дело доходит до поиска вентилятора для этой системы солнечного отопления. Почти все, что будет вытягивать горячий воздух из коллектора и направлять его в нужное вам место, вероятно, будет в порядке.

И вот еще один вариант: если вы подумываете о том, чтобы установить один из этих обогревателей на солнечных батареях в хижине или другом здании, которое находится где-то за пределами линий электропередач. .. . . ну это можно сделать. Просто раздобудьте 12-вольтовый автомобильный вентилятор отопителя и несколько аккумуляторов из списанных автомобилей, и вы в деле. Особенно, если у вас есть водяное колесо или ветряная установка, чтобы держать батареи заряженными!

Мы построили корпус для нашего короткозамкнутого вентилятора из кусков фанеры и листового металла. . . и мы не вкладывали в дизайн много научных исследований. Мы просто позаботились о том, чтобы отверстие в стене, через которое вентилятор будет вытягивать теплый воздух из коллектора, было не меньше выходного отверстия вентилятора. Затем мы установили вентилятор над этим отверстием и окружили его коробкой. В стороне кожуха, обращенной в магазин, оставили прямоугольное отверстие, которое как раз подходило к выхлопу нагнетателя.

Сначала, поскольку все мы знаем, что горячий воздух стремится вверх, в это выходное отверстие на корпусе мы поставили набор жалюзи и расположили направляющие потока так, чтобы они направляли поток горячего воздуха вниз, к полу. Однако это не сработало, потому что бетон непосредственно под вентилятором имел тенденцию поглощать большую часть тепла, а то, что оставалось от циркуляции воздуха, казалось, никогда не могло пройти мимо различных скамеек, оборудования и других объектов в помещении. магазин с другой стороны здания. Таким образом, мы убрали жалюзи и сразу же заметили гораздо более равномерную температуру во всей мастерской размером 30 на 40 футов.

Завершая установку воздуходувки, помните, что работа не будет завершена до тех пор, пока вы не поместите сетчатый фильтр топки на каждое из впускных отверстий для холодного воздуха в нижних углах коллектора. Вы же не хотите, чтобы грязь, опилки и другой мелкий мусор поплыли в коллектор, прилипли к его пластиковой крышке и тем самым уменьшили количество солнечного света (тепловой энергии), которое поглощает блок. По той же причине рекомендуется обрамлять все три отверстия, прорезанные в стене. . . чтобы пыль, частицы изоляции и т. д., которые могут находиться внутри перегородки, не попали в коллектор.

Облицовочные полосы и пластиковая пленка для солнечных коллекторов

На передней части нашего коллектора имеется приблизительно 500 погонных футов полос размером 3/4 дюйма или 1 дюйм или 1 1/2 дюйма, и мы все их взяли из старых деревянных ящиков. Можно получить четыре-пять отрезков этих полос даже из расщепленных досок, практически бесполезных для каких-либо других целей. Помните также, что очень многие из этих облицовочных элементов могут быть всего два фута в длину и все еще работать.

Прибейте самые длинные полоски к вершинам треугольников так, чтобы образовались три горизонтальных ряда по всей длине коллектора. Затем отрежьте короткие кусочки, которые помещаются между горизонтальными рядами, чтобы получились вертикальные ряды зачистки. Когда вы закончите, у вас будет очень аккуратная сетка двухфутовых квадратов, полностью покрывающая лицевую сторону всей единицы размером 8 на 30 футов. Эта решетка (которую вы, вероятно, захотите покрасить) обеспечит отличную поддержку пластиковой пленки, которую вы собираетесь наклеить, и предотвратит притяжение гибкого покрытия к задней части коллектора, когда вентилятор системы солнечного отопления втягивает воздух. от единицы.

Прежде чем покупать, осмотритесь и посмотрите на различные пластиковые пленки, доступные в вашем регионе. В целом, чем чище покрытие на вашем коллекторе, тем лучше будет работать устройство. . . и вы найдете значительный диапазон прозрачности даже в самых дешевых пластиковых пленках. Пленка толщиной четыре или шесть мил должна быть в порядке. . . но шестимильный (хотя он и пропускает немного меньше света) несколько более долговечен и, следовательно, предпочтительнее. Мы покрыли наш коллектор шестимиллиметровым полиэтиленом, который мы купили в рулонах размером 8 на 100 футов (за 17 долларов) у Sears.

Прежде чем приступить к наклеиванию полиэтиленовой пленки (особенно если вы выполняете работу в холодную погоду), убедитесь, что она нагрелась хотя бы до комнатной температуры. Если вы этого не сделаете, вы обнаружите, что невозможно натянуть покрытие достаточно туго, чтобы компенсировать расширение пластика, когда коллектор начнет нагреваться. И это нехорошо. Помимо плохого внешнего вида, рыхлое, гибкое покрытие также изнашивается намного быстрее, чем натянутое.

Мы прикрепили наш пластик несколькими скобами, чтобы удерживать его на месте, пока мы не смогли действительно закрепить его через каждые два фута с помощью предварительно просверленных вертикальных деревянных полос толщиной 3/4 дюйма, шириной 1 дюйм и длиной 8 футов. Эти полосы крепились винтами. . . которые мы считаем почти обязательными для последующей легкой замены пластикового покрытия.

Затем второй слой пленки был наложен прямо поверх полос, удерживающих первый (что, конечно, автоматически создавало изолирующее воздушное пространство толщиной 3/4 дюйма). Это второе пластиковое покрытие также было максимально натянуто и закреплено полосами и винтами. Однако на этот раз вертикальные полосы находились на расстоянии четырех футов друг от друга.

Солнечное отопление: одинарное и двойное остекление и другие сюрпризы

Нам было интересно, насколько лучше наш коллектор будет работать с двумя слоями пластика на передней панели вместо одного. Таким образом, мы эксплуатировали солнечную систему отопления с ее коллектором, закрытым одним листом пленки, примерно неделю, прежде чем применили второй. Удивительно, но «двойное остекление» из пластика подняло температуру внутри коллектора всего лишь градусов на десять. . . что было не так много, как мы ожидали. Однако при испытании одного слоя ветра было сравнительно мало (хотя было довольно холодно: 5-10 градусов выше нуля), и это, несомненно, имело какое-то значение. Одиночный лист почти наверняка потеряет гораздо больше тепла в ветреные дни, чем двойной слой пленки.

Мы также были удивлены, узнав, что температура внутри нашего коллектора напрямую не отражает разницу в температуре наружного воздуха. Посреди зимы, с выключенным вентилятором, казалось, не имело большого значения, пять или сорок градусов выше нуля на улице. Температура внутри коллектора с двойным остеклением обычно достигала 140 градусов примерно к 10:00, поднималась до 150 или 160 градусов где-то между 11:30 и 13:30, а затем снова опускалась до 140 градусов к 16:00. При работающем вентиляторе все эти цифры упали примерно на 30 градусов по всем направлениям. (Помните также, что наш сборщик установлен в Спрингфилде, штат Миссури. Показания будут несколько отличаться для любой единицы, которую вы строите, если вы живете на другой широте, в вашем районе более или менее облачный покров и т. д.)

Таким образом, из наших наблюдений мы пришли к выводу, что температура наружного воздуха практически не влияет на работу нашего вертикально установленного коллектора. Однако угол наклона солнца сильно влияет на выходную мощность устройства. . . и, что достаточно интересно, эти различия в продукции работают исключительно на нашу пользу.

То есть: В самые холодные месяцы зимы (температура наружного воздуха от 5 до 40 градусов по Фаренгейту), когда солнце находится в самой низкой точке неба, наш коллектор, как мы уже говорили, достигает максимальной внутренней температуры (вентилятор выключен). от 150 до 160 градусов. Однако в мае (температура наружного воздуха 80 градусов), когда солнце намного выше в небе, коллектор прогревается внутри (обдув отключен) всего до 120 градусов!

Таким образом, вертикально установленный коллектор работает точно так же, как мы все хотели бы, чтобы работала ловушка солнечной энергии. Он улавливает много солнечных лучей зимой (именно тогда, когда мы этого хотим) и поглощает все меньше этих лучей по мере того, как Оле-Соль поднимается выше в небе и погода теплеет (а это как раз то время, когда мы не хотите, чтобы солнечная или любая другая система отопления работала хорошо).

Солнечный коллектор: итоги

Несмотря на наш энтузиазм по поводу солнечной системы отопления, мы добавили ее. в мастерскую моего отца, мы хотим быть до боли честными и сказать, что наш коллектор размером 8 на 30 футов оказался слишком маленьким, чтобы полностью нагреть все здание 30 на 40 футов столько, сколько нам хотелось бы. Однако, если бы изолированная конструкция была повернута в другую сторону (так, чтобы одна из ее 40-футовых сторон была обращена на юг), солнечный нагреватель, вероятно, был бы достаточно большим, чтобы обеспечить все тепло, которое нам когда-либо понадобится почти в любой зимний день. что мы хотели бы работать в магазине.

Это не значит, что солнечная печь не работает на ура. Это, безусловно, так. Без дополнительного обогрева система, работающая на солнечной энергии, будет поддерживать в мастерской очень комфортную температуру не менее пяти часов в день. . . с 13:00 до 6:00 вечера. И если небольшую пропановую горелку включить на 45 минут хотя бы раз в середине утра, чтобы прогреть магазин до 55 или 60 градусов, то система солнечного отопления будет поддерживать и набирать эту температуру в течение всего остального дня. . . достигает максимума прямо при 70 градусах около 4:30 дня. (Тогда теплоизоляция здания удерживает температуру внутри магазина от падения ниже 35 или 40 градусов в течение следующей ночи. Однако более низкий показатель нас не касается, так как мы пользуемся магазином только днем.)

Мы думаем, что это довольно хорошая производительность при общей стоимости установки в 30 долларов. На самом деле, это все равно было бы чертовски хорошей производительностью, если бы мы купили все новое и потратили, возможно, 100 долларов на систему солнечного отопления. Суть в том, что за очень небольшие денежные затраты мы получаем значительное количество солнечной энергии для использования в нашей семейной мастерской.

Тогда я хотел бы задать вам вопрос: уверены ли вы, что у вас нет мастерской, игровой комнаты или другого закрытого помещения, которое нужно отапливать только днем? . . для чего эта очень простая, недорогая, не хранящая энергию система на солнечной энергии, которая может быть в значительной степени построена из добытых материалов, не была бы идеальной?

Как только она будет готова, все, что вам нужно сделать, чтобы эта солнечная печь работала в течение многих лет, это [A] снабдить ее воздуходувку небольшим количеством электричества и [B] заменить этот пластик каждые два года. В наши дни это довольно недорогой способ обогрева!

Автоматический контроллер для вашей активной системы солнечного отопления

Удобно иметь какое-то устройство, которое будет автоматически включать и выключать вентилятор, используемый в сопутствующей системе солнечного отопления. Это может гарантировать, что ваш магазин или комната или что-то еще получит свою полную квоту тепла в солнечные дни (но не в ночное время или в пасмурные дни) от своего коллектора.

Возможно, самый простой способ управлять воздуходувкой — это использовать один из доступных на рынке недорогих автоматических таймеров. Просто оцените наиболее эффективный период работы вентилятора (скажем, с 10:00 до 17:00) и установите таймер, чтобы он работал в течение этого времени. Единственная проблема с этой настройкой, конечно, заключается в том, что она «слепа» к любым внешним изменениям, которые могут иметь место и могут повлиять на работу воздуходувки. Если небо сильно затянуто тучами, например, когда таймер тупо включает вентилятор. . . вентилятор так же тупо будет сидеть семь часов, дуя в комнату холодным воздухом.

Понятно, что для большей эффективности вашему контроллеру нужен датчик температуры. Нет, этот датчик не обязательно должен быть дорогим. На самом деле, почти каждая произведенная газовая печь имеет именно такое устройство где-то внутри, и немного покопавшись, вы, вероятно, можете получить его бесплатно. (Мы сняли свою из той же старой печи, что и наш вентилятор.)

Один из этих датчиков температуры легко достать из старой газовой печи. Откройте панель, закрывающую запальник и камеру сгорания. Внутри вы должны увидеть небольшую коробку, из которой выходят провода. Отрежьте или отсоедините эти провода и снимите крышку коробки. Вы должны найти небольшой датчик или циферблат внутри с двумя подвижными указателями, которые можно настроить для включения и выключения горелки при любой температуре, которую вы выберете.

Выверните винты, удерживающие коробку на месте, и вытащите ее. Сюрприз! Теперь вы держите коробку в руке. . . и у этой коробки есть длинный носик трубки с отверстиями, торчащими из его задней части. Если вы сможете заглянуть в эту трубку, вы увидите спиральную полосу металла, которая расширяется и сжимается при нагревании и охлаждении. Именно это расширение и сжатие приводит в действие простой механизм переключения внутри контроллера. . . таким образом, контроллер может включать и выключать вентилятор газовой печи — или, в данном случае, вентилятор солнечной печи.

Нетрудно адаптировать один из этих блоков управления к вашей системе отопления, работающей от солнечной энергии. Просто просверлите отверстие в стене, которая образует заднюю часть вашего солнечного коллектора, вставьте щуп в отверстие так, чтобы достаточная часть наконечника уходила прямо в коллектор, чтобы получить хорошие показания температуры, а затем электрически подключите «маленькую черную коробку». последовательно с двигателем вентилятора так же, как вы подключаете любой другой простой переключатель.

Теперь, по крайней мере, вентилятор вашей солнечной печи можно настроить так, чтобы он включался только тогда, когда в его коллекторе достаточно избыточного тепла, чтобы оправдать работу этого вентилятора. Но что, если вы не хотите этого тепла? . . что, если в вашей комнате или магазине уже установлена ​​температура, которую вы предпочитаете, или выше?

Нет проблем. Когда вы подключаете датчик температуры вашего коллектора последовательно с двигателем вентилятора, просто добавьте комнатный высоковольтный термостат (тип, используемый, когда электрические нагревательные кабели проложены в потолке), как показано на диаграмме 1. Путем регулировки настроек на обоих коллекторах датчик и комнатный термостат (который вы установите где-нибудь в отапливаемом помещении), теперь вы можете уйти на несколько дней. . . всегда уверен, что вентилятор солнечного нагревателя включится, и будет включаться только тогда, когда коллектор достаточно горячий, чтобы принести какую-то пользу, а в комнате достаточно прохладно, чтобы нуждаться в тепле коллектора.

Довольно аккуратно, да? За исключением, конечно, того факта, что высоковольтный термостат может стоить вам от 12 до 15 долларов. Однако, как и следовало ожидать, у преданных своему делу хакеров есть способ выполнить ту же работу за значительно меньшие деньги.

Вернитесь к той заброшенной газовой печи, из которой вы собирали детали, и вытащите ее термостат. Да, это низковольтный термостат, а это значит, что он не может быть подключен напрямую к цепи вентилятора, как высоковольтный термостат (нагрузка сожжет его). Но и это не проблема. Немного поработав, мы можем заставить и это работать.

Вам понадобится понижающий трансформатор, который вы можете взять из той старой надежной ржавой газовой печи, которая так хорошо служила вам так долго. Вам также понадобится одно из 12-вольтовых реле

.

Radio Shack и другие магазины электроники продаются по цене от 3 до 5 долларов. Реле должно иметь катушку на 12 вольт и контакты, рассчитанные на 120 вольт при минимальном токе 5 ампер. И попробуйте получить такой с катушкой, рассчитанной на переменный ток. Реле с более чувствительной катушкой постоянного тока (которую мы использовали, поскольку она у нас уже была) не будет работать, если вы не добавите диод и конденсатор, как показано на диаграмме 2 (см. схемы солнечных коллекторов в галерее изображений). .

И поскольку это настолько сложно, насколько мы можем спроектировать нашу схему, давайте перейдем к диаграмме 2 и узнаем, как заставить работать эту окончательную, собранную систему.

У нас есть схема, в которой термостат низкого напряжения подключает и отключает трансформатор низкого напряжения от катушки реле высокого напряжения. И когда это реле открывается и закрывается, оно, в свою очередь, подключает и отключает вентилятор вашего солнечного нагревателя от 110-вольтового электричества, которое заставляет его работать. Если реле было подключено к катушке переменного тока, все в порядке. Ты дома свободен. Однако, если у него есть катушка постоянного тока, вам придется добавить диод и конденсатор, показанные на диаграмме 2.

Что подводит нас к последнему элементу электронного ноу-хау, которым вы должны обладать. Конденсатор, достаточно большой для этой работы (100 микрофарад или около того), вероятно, будет электролитическим и, следовательно, поляризованным. (То есть у меня будет клемма с положительным + и отрицательным -). Если вы подключите такой конденсатор «назад», вы сожжете его, и поэтому вы должны позаботиться о его правильном подключении.

Но это тоже не сложно, ведь есть такой простой способ определить полярность любого источника низкого напряжения. Подключив трансформатор и диод, просто воткните оголенные концы медного провода на расстоянии от 1/4 до 1/2 дюйма в кусок сырого картофеля. Оставьте их там на полчаса — за это время произойдет электрохимическая реакция, окрашивающая картофель в темно-синий цвет вокруг провода, подключенного к положительному полюсу. Подсоедините плюс конденсатора к этой ножке термостата, а минус к другой. — Д.В.

Сравнение конструкций и производительности солнечных воздухонагревателей

В моем последнем посте «Солнечное тепло: бесплатно» я рассказал некоторую справочную информацию о том, как использовать энергию солнца для обогрева своего дома . Создание солнечного воздухонагревателя — это простой и полезный проект как для начинающих, так и для опытных мастеров , и существует множество различных проектов и планов — просто спросите Mr.Google.

Самые популярные и гибкие проекты солнечных обогревателей DIY, кажется, автономный блок , который можно прикрепить к стене или крыше для дополнительного обогрева. Сегодня я собираюсь посмотреть на 4 самые популярные вариации этих агрегатов. И благодаря Гэри и Скотту , паре преданных энтузиастов солнечной энергетики, я могу поделиться кратким описанием сравнимой производительности, которую можно ожидать от этих устройств.

Основы проектирования

Все эти блоки имеют общие черты, и могут быть изготовлены с использованием основных электроинструментов и ручных инструментов . Многие из автономных солнечных воздухонагревателей, с которыми я сталкивался, основаны на раме 4 x 8 футов, хотя другие размеры могут быть столь же эффективными в зависимости от вашего конкретного дизайна и места.

Во всех случаях это основные характеристики :

• Рама – Рама обычно изготавливается из бруса 1 x 6 или 2 x 6. Внутренняя глубина обычно составляет от 3 до 4 дюймов в зависимости от конструкции.
• Утепленная задняя стенка . Здесь может теряться большая часть тепла. Рекомендуется от 1 до 2 дюймов полиизоцианурата. Боковая изоляция не менее важна.
• Матовый черный интерьер – Все внутренние поверхности должны быть окрашены термостойкой матовой черной краской, чтобы максимально поглощать солнечное тепло.
• Поглотитель солнечной энергии – это сердце устройства. Поглотитель собирает тепло, которое передается воздуху, проходящему через нагреваемые поверхности.
• Воздухозаборник/выпуск – Более холодный воздух входит в блок (обычно снизу) и после отбора тепла от поглотителя выходит из верхней части блока. Это происходит либо в результате естественного процесса (термосифонирование), либо с помощью вентилятора с термостатическим управлением.
• Остекление – Передняя часть блока закрыта прозрачным материалом, чтобы солнечные лучи падали на солнечный поглотитель и повышали внутреннюю температуру. Типичными материалами для остекления являются поликарбонат (лексан или двустенный), акрил или закаленное стекло.

Поглотитель солнечной энергии

При прочих равных, материал поглотителя солнечной энергии и поток воздуха внутри «коробки» различаются в представленных ниже конструкциях. Это может иметь большое влияние на эффективность и эффективность устройства в целом. В поисках правильное сочетание притока тепла и расхода воздуха может потребовать немного экспериментов. Солнечный нагреватель, который может перемещать много воздуха 120F, более эффективен, чем воздух 160F, движущийся слишком медленно. Высокие температуры в салоне приводят к гораздо большим потерям тепла через остекление . Скорость вентилятора и размер воздуховода влияют на расход воздуха.

В конструкциях, описанных ниже, не показан вентилятор, который обычно располагается на выпускном конце и прогоняет воздух через блок. Рекомендуется предусмотреть какую-либо заслонку для автоматического закрытия выпускного отверстия , когда внутренняя температура блока падает ниже комнатной температуры , чтобы избежать обратного перекачивания теплого воздуха в блок . Слой легкого пластика хорошо подходит для герметизации отверстия, если на выходном отверстии есть металлическая ткань. Хотя эти устройства показаны под наклоном к солнцу, в северных широтах их можно устанавливать и вертикально.

Обратный коллектор Тип

Обратный коллектор существует уже давно, и существует несколько вариантов конструкции. Основная идея заключается в том, что воздух нагревается, когда он движется вверх за нагретым солнечным поглотителем . Могут быть добавлены чередующиеся перегородки, чтобы замедлить или нарушить воздушный поток для увеличения теплопередачи.

Некоторые системы обратного прохода, устанавливаемые на окна, позволяют холодному воздуху из помещения поступать через изолированную камеру сзади. Воздух нагревается по мере того, как он поднимается, проходя за поглотителем солнечной энергии. Абсорбер также может быть расположен так, чтобы воздух мог проходить с обеих сторон для большего контакта с поверхностью. Нагретый воздух выходит из верхней части устройства.

Тип двойного экрана

Коллектор экрана — еще один часто используемый тип, самый простой и недорогой в изготовлении. воздуха, добавляя очень небольшое сопротивление воздушному потоку . В большинстве случаев экран наклонен внутри коробки, поэтому экран находится ближе к стеклу в верхней части устройства. Слой черной оконной сетки можно прикрепить степлером к каждой стороне деревянной рамы и установить внутри коробки.

В ходе испытаний, проведенных Гэри и Скоттом, не было обнаружено заметной разницы в характеристиках между металлом и стекловолокном оконных экранов. Как и в случае со всеми солнечными обогревателями, постарайтесь держать как можно больше воздуха подальше от остекления, чтобы уменьшить потери тепла .

Алюминиевый софит Тип

Алюминиевый поглотитель потолочного перекрытия по существу представляет собой вариант экранного поглотителя и работает по тому же принципу. Солнечный поглотитель изготовлен из панелей , имеющийся в продаже перфорированный потолочный материал . Амортизирующая панель сконструирована путем установки планок по периметру внутри коробки, при этом нижняя планка прилегает к задней части блока, а верхняя – близко к остеклению. Боковые планки проходят по диагонали, обеспечивая непрерывная монтажная поверхность для перфорированного потолка. Поднимающийся воздух забирает тепло, очищая нагретую поверхность, проходя через перфорацию и выходя через верхнее вентиляционное отверстие. Стоимость материалов выше для этого типа по сравнению с экранным поглотителем.

Тип трубы (алюминиевые водосточные трубы или водосточные трубы)

Солнечные нагреватели в форме банок приобрели популярность в последние годы, и их близкий родственник, использующий алюминиевые водосточные трубы, вышел на рынок. Оба этих коллектора работают по одним и тем же принципам, поэтому я буду рассматривать их вместе. Солнечный поглотитель в этих устройствах представляет собой набор металлических трубок , через которые проходит воздух, собирая по пути тепло.

Уникальной особенностью коллекторов трубчатого типа является то, что они используют герметичные камеры наверху и внизу для направления воздуха через трубки . Воздух поступает в нижнюю камеру, обычно около центра устройства. Некоторые строители добавляют дефлекторы для более равномерного распределения воздушного потока по всем трубкам . Поскольку нагнетательная камера герметична и изолирована от остекления, воздух может перемещаться только вверх по трубам, забирая тепло с поверхности по мере движения. нагретый воздух выходит из трубок в верхнюю камеру , откуда вентилятор вытягивает его в помещение.

Основное различие , которое я вижу между использованием консервных банок и водосточных желобов, заключается в стоимости материалов по сравнению с вашей рабочей силой . Баночки из-под попсы дешевы и их легко собирать, но требуется много работы, чтобы очистить, вырезать верх и низ, склеить силиконом, а затем покрасить пару сотен из них . Водосточные трубы можно было бы очень быстро и легко разрезать, покрасить и установить в блоке, но они стоили бы дороже. Я не видел никаких сравнительных данных между двумя типами , чтобы увидеть, является ли один более эффективным, чем другой.

Какой тип коллектора более эффективен?

Сравнение эффективности конструкций солнечных нагревателей, сделанных своими руками, — это в лучшем случае довольно схематичная область . Каждый строитель использует свои собственные методы измерения температуры, расхода воздуха и эффективности, поэтому короткий ответ таков: никто ДЕЙСТВИТЕЛЬНО не знает наверняка .

Из плюсов зимой 2010-2011 Солнечные энтузиасты Гэри Рейса и Скотт Дэвис потратили время и усилия, чтобы провести параллельные сравнительные тесты на нескольких конструкциях, описанных выше. Несмотря на то, что Гэри и Скотт живут в разных частях США, они использовали одни и те же материалы и конструкции для своих испытаний и получили схожие результаты . Вы можете ознакомиться с их всесторонним сравнительным тестом, который включает методологию, графики, тепловые изображения и другие данные. подробности на BuildItSolar.com.

Так что же они нашли?

Вкратце:

Тип экрана:

Лучшая общая производительность, а также самый дешевый и простой в сборке . И Гэри, и Скотт были удивлены и использовали этот дизайн для справки при тестировании других.

Алюминиевый софит Тип:

Характеристики в основном соответствуют эталонному типу экрана, но немного сложнее и дороже в изготовлении.

Обратный проход Тип:

Высокий перепад давления (плохой). Производительность От -10 до -20% по сравнению с эталонным типом экрана. Возможно улучшение путем редизайна. (См. тепловое изображение выше)

Тип трубы – (испытано с алюминиевым водосточным желобом)

По результатам испытаний производительность составила от -40 до -50% от эталонного типа экрана.