После изучения множества вариантов самостоятельного изготовления солнечных коллекторов в интернете, я пришел к выводу, что ни один из готовых проектов мне полностью не подходит. Я рассматривал плоские и трубчатые (вакуумные) модели, так как параболические концентраторы оказались слишком сложными для реализации в домашних условиях. В итоге я решил не копировать чужой проект, а создать свой собственный, взяв лучшие идеи из обоих типов и объединив их в одном устройстве.
Пошаговая инструкция по сборке
Процесс изготовления можно разделить на три ключевых этапа: создание корпуса, подготовка тепловых трубок и сборка адсорбера (поглощающего элемента).
1. Изготовление и утепление корпуса
Основой коллектора служит корпус, который представляет собой ящик. Его можно собрать из влагостойкой фанеры или ДСП. Размеры выбирайте исходя из ваших потребностей и доступного пространства. Главное, чтобы высота короба соответствовала будущей толщине всего поглощающего элемента (адсорбера). В двух противоположных стенках необходимо заранее просверлить отверстия для подвода и отвода воды — это будут точки входа холодной и выхода нагретой жидкости.
Далее корпус нужно тщательно утеплить, чтобы минимизировать теплопотери. Внутренние стенки ящика сначала обшиваются теплоизоляционным материалом (я использовал подложку под ламинат), а затем поверх нее крепится слой обычной фольги, которая будет отражать тепло обратно к поглотителю.
Снаружи короб дополнительно утепляется пенополистиролом: на дно укладывается слой толщиной 5 см, а на боковые стенки — 3 см. Это создаст эффективный термос для удержания тепла.
2. Создание самодельных тепловых трубок
Вместо покупных дорогих тепловых трубок я использовал самодельные. Для их изготовления потребуется медная трубка (она обладает отличной теплопроводностью). Один конец трубки нужно наглухо запаять. На второй конец устанавливается клапан — подойдет даже кран Маевского от системы отопления. Альтернативный вариант — запаять и этот конец, предварительно врезав в заглушку винт с резиновой прокладкой для возможного обслуживания.
Ключевой момент: внутрь трубки с помощью шприца заливается небольшое количество жидкости — примерно 1% от ее внутреннего объема. Используйте дистиллированную или предварительно прокипяченную воду, чтобы избежать накипи. После этого трубку нужно нагреть, довести воду внутри до кипения и, пока пар вытесняет воздух, быстро и герметично закрыть второй конец. В результате получается вакуумированная тепловая трубка, где жидкость, испаряясь в горячей зоне и конденсируясь в холодной, эффективно переносит тепло. Таких трубок нужно изготовить такое количество, чтобы внутри корпуса они занимали примерно треть объема (соотношение металл/воздух — 1/3).
3. Сборка адсорбера — сердечника коллектора
Адсорбер — это главный элемент, который непосредственно поглощает солнечное тепло. Он изготавливается из металлического листа, идеально — из меди. На этот лист с одной стороны припаиваются или привариваются подготовленные тепловые трубки. Важно, чтобы с противоположной стороны (той, что будет обращена внутрь корпуса) концы этих трубок выступали примерно на 2 см.
Затем берется коллекторная трубка (магистраль для воды), в которой сверлятся отверстия по числу тепловых трубок. В эти отверстия вставляются выступающие концы, и вся конструкция тщательно герметизируется — пайкой, сваркой или надежным термостойким клеем. В итоге тепло от нагретого солнцем металлического листа через тепловые трубки будет эффективно передаваться воде, циркулирующей в коллекторной магистрали.