Делаем солнечный коллектор из полипропилена

В качестве совета

Во избежание не эстетичного внешнего вида, как на рисунке ниже, необходимо тщательно подойти к вопросу длин труб при их заготовке.

Как пример хорошей работы при сборке распределительного узла приведено фото ниже:

Чтобы достичь такого результата, необходимо подбирать длину ниппелей из труб, что позволит обеспечить плотное прилегание тройников.

На фото нанесены стрелки указывающие направления движения теплоносителя. Как правило, хорошим тоном будет, если подобное сделано непосредственно на трубопроводе. Это облегчает чтение и понимание схемы распределительного узла.

После завершения сборки узла из тройников и труб, его необходимо закрепить на стене. Далее уже можно устанавливать остальные элементы: циркуляционный насос, краны, воздуходувки, клапаны

Важно помнить, что более тяжелые детали должны быть закреплены непосредственно к поверхности, а не создавать нагрузку на узел. При необходимости в распределитель могут быть добавлены расходомеры и регулировочные органы. Такие изделия можно приобрести отдельно

Такие изделия можно приобрести отдельно.

Разновидности коллекторов

Конструкция коллекторов простая, так что разделять есть смысл только по материалу, из которого изготовлены гребенки и по способу крепления труб. Конструктивно они делятся на две группы:

1. Распределительный коллектор. Предназначен для распределения жидкости с общего канала к конечным потребителям, распределяя воду по отдельным каналам.
2. Сборный (возвратный) коллектор. Предназначен для приема жидкости с нескольких каналов и отправления в общий канал системы.

Условно коллекторы делятся по количеству отводов, наличию запорной арматуры, размерам входных и выходных отверстий.

Эти факторы придется учесть при выборе. На большое количество контуров может понадобиться несколько коллекторов.

Типы крепления

По типу крепления элементов различают:

1. С фитингами под пайку. Такой метод часто применяется для полипропиленовых труб, реже для сшитого полиэтилена.
2. Евроконус. Применяется для всех типах труб и коллекторов.
3. Комбинированные. Например, для входного отверстия резьба, а выходные сделаны под пайку с полипропиленовыми трубами.

Типы коллекторов и удобство монтажа

Самые удобные в монтаже гребенки из сшитого полиэтилена. Чуть менее простой в монтаже материал коллектора — полипропилен.

Монтаж полипропиленового коллектора и труб может быть сделан на основе фитингов или сварки — это эффективный и надежный метод создания стыков, но делает сложной смену определенных участков конструкции. Если труба напрямую приварена к гребенке, то в случае течи на стыке с коллектором потребуется замена всей конструкции, так что для соединения с гребенкой лучше использовать фитинги.

Предел прочности полипропилена высок как на удлинение, так и на изгиб. При нагреве можно деформировать материал и делать изгибы, но здесь нужно быть осторожным. При нагревании прочность материала падает, что увеличивает вероятность повреждения.

Как сэкономить на смесительном узле

Многие мастера – сантехники считают его неотъемлемой частью коллектора для напольного обогрева, хотя это 2 разных элемента, выполняющих отдельные функции. Задача гребенки – распределение теплоносителя по контурам, а смесительного узла — ограничение его температуры на уровне 35—45 °С, максимум — 55 °С. Изображенная ниже схема подключения коллектора работает по такому алгоритму:

1. Пока происходит прогрев системы, стоящий на подаче двухходовой клапан полностью открыт и пропускает максимум воды.
2. Когда температура поднимается до расчетного значения (как правило, это 45 °С), выносной датчик воздействует на термоголовку, а та начинает перекрывать проток через клапан, нажимая на шток.
3. После полного закрытия клапанного механизма теплоноситель, побуждаемый к движению насосом, циркулирует только в замкнутой сети теплого пола.
4. Постепенное охлаждение воды регистрирует температурный датчик, отчего термоголовка отпускает шток, клапан открывается и в систему поступает порция горячей воды, а часть холодной уходит в обратку. Цикл нагрева повторяется.

Хорошая новость для тех, кто сильно ограничен в средствах, но желает отапливаться теплыми полами: установка двух— или трехходового клапана с насосом нужна далеко не всегда. Снизить стоимость системы, избежав покупки смесителя, можно двумя способами:

• запитать греющие контуры напрямую от газового котла через коллектор;
• поставить на коллекторные клапаны термоголовки RTL.

Сразу отметим, что первый вариант противоречит всем канонам и правильным считаться не может, хотя и применяется довольно успешно. Суть такова: высокотехнологичные газовые котлы настенного типа могут поддерживать температуру подаваемой воды на уровне 40—50 °С, что приемлемо для теплого пола. Но есть 3 негативных момента:

1. Весной и осенью, когда на улице минимальные морозы, котел не сможет опустить температуру теплоносителя ниже 35 °С, отчего в комнатах станет душно и жарко из-за нагрева всей поверхности пола.
2. В режиме минимального горения детали отопительного агрегата покрываются сажей вдвое быстрее.
3. Из-за того же режима КПД теплогенератора снижается на 5—10%.

Термостатические головки типа RTL действуют по принципу двухходового клапана, только стоят они на каждом контуре и не оснащены выносными датчиками. Реагирующий на изменение температуры воды термоэлемент стоит внутри головки и перекрывает течение по контуру, когда она нагрелась выше 45—55 °С (в зависимости от регулировки). При этом гребенка подключена напрямую к источнику тепла, работающему на любом виде топлива – дрова, дизель или пеллеты.

Важное условие. Для нормальной работы теплых полов, регулируемых термоголовками RTL, длина каждого контура не должна превышать 60 м. Подробнее об устройстве такого отопления и правильных схемах сборки коллектора рассказывается в отдельной инструкции и в очередном видео:

Подробнее об устройстве такого отопления и правильных схемах сборки коллектора рассказывается в отдельной инструкции и в очередном видео:

Классификация

Поскольку устройство раздаточного узла не слишком сложное, выделить какие-то принципиально отличные его виды не удастся. Хотя производители предлагают классифицировать гидрораспределители по назначению: для монтажа в котельной, для теплых полов или подключения батарей отопления. На самом деле принцип работы коллектора при этом не меняется, и разница может заключаться только в количестве «зубцов» гребенки (2-12), а также особенностях материала ее изготовления:

1. Сталь – распространенный вариант, выдерживающий напор до 10 атм. Отличается демократичной ценой и обилием подделок на рынке, особенно в среде нержавеек.

2. Медь – спокойно держит до 30 атм при сумасшедшем нагреве в +600 °С, но далеко не всякая отопительная система сможет с ней «подружиться». Если в контуре есть алюминиевые элементы, от такого коллектора придется отказаться.

3. Полимеры – самый дешевый и слабый вид гребенок, который изготавливается из полипропилена. Они работают в обвязке с давлением, не превышающим 6 атм, и подходят только для теплых полов.

4. Латунь – дорогой и надежный металл для отопительной техники. Не боится коррозии и выдерживает напор до 14 атм.

Дополнительные вспомогательные устройства несколько расширяют ассортимент гребенок, увеличивая их функциональность. Это могут быть элементы контроля, запорная арматура, смесители, встроенные датчики и автоматические системы управления. Чем сложнее распределительный коллектор отопления, тем выше его цена. С другой стороны, все это оборудование, так или иначе, придется купить отдельно, и лучше, чтобы оно уже поставлялось в комплекте – подогнанное по размеру и не требующее самостоятельной установки.

Как сделать гребенку из полипропилена

Распределитель, сваренный из полипропиленовых фитингов – это самый дешевый коллектор для теплого водяного пола, который только можно придумать. Недостатков у него несколько:

• конструкция отличается большими размерами и не в каждый ящик поместится, поэтому ее придется монтировать на стене в котельной;
• довольно проблематично установить расходомеры, поэтому их просто не будет;
• нужно хорошо уметь паять полипропилен, чтобы не ошибиться ни на одном из многочисленных стыков.

Для работы вам понадобится не больше 2 м ППР трубы диаметром 32 мм и такие же тройники по числу отводов. Вдобавок нужны переходные резьбовые муфты полипропилен – металл, шаровые краны и прямые радиаторные вентили, применяемые для балансировки. Изготовление коллектора для греющих контуров теплых полов выполняйте согласно инструкции:

1. Тщательно отмерив глубину захода трубы в тройник и поставив снаружи метку, спаяйте эти 2 детали между собой.
2. Отложите от края фитинга по трубе такое же расстояние и отрежьте ее и зачистите торец. Припаяйте к нижнему отводу тройника переходную муфту.
3. Повторите операции, изложенные в п. 1 и 2. Полученный второй блок сварите с первым, затем переходите к третьему и так далее.
4. Припаяйте с одного торца ППР колено или тройник для монтажа воздухоотводчика, а с другого – муфту под шаровой кран.

Примеры коллеккторов из ППР — на 3 и 9 отводов

Когда основная работа по сварке сделана, остается прикрутить краны и радиаторные вентили к муфтам, да поставить на место автоматический воздухосбрасыватель. Подробности сборки узла наглядно продемонстрированы в видеосюжете:

Схема монтажа

Распределительный коллектор состоит из двух частей. В первую поступает подогретая техническая вода, идущая от котла, а во вторую часть возвращается уже остывший теплоноситель, то есть обратка.

1. Все части, составляющие гребенку, соединяются с помощью обработки высокими температурами специальным паяльником для пластиковых труб.
2. На одну часть коллектора подключается автоматический воздухоотводчик и группа безопасности.
3. Подключается кран для аварийного слива воды.
4. На вторую часть коллектора помещается кран и воздухоотводчик. Сюда будут подключаться трубы для возвращения охлажденного теплоносителя.
5. К обратке подключается циркуляционный насос, который создает давление и теплоноситель начинает принудительно двигаться по трубам и отопительным контурам. Монтируется он ориентировочно к котлу, то есть стрелка на насосе должна быть направлена на котел. Такая установка позволит устройству прослужить намного дольше.

Совет. Чтобы экономить топливо лучше установить после циркулярного насоса трехходовой кранчик.

Места, которые были предназначены для впайки тройника, следует оставить на обеих гребенках и только после точного определения где он будет находиться можно будет приваривать заглушки. Наличие тройника необходимо для того, если в будущем появится необходимость расширение гребенки.

Чтобы техническая вода в системе циркулировала в правильном направлении нужно установить клапан так называемого “обратного хода”.

Схема монтажа коллектора

После завершения монтажа отопительного контура нужно подключить к нему оба коллектора и установить котел в запланированное для него место. Дальше, необходимо вкрутить по одному крану на обе части коллектора. Расширительный бак впаивается со стороны подачи. Завершает монтаж присоединение отопительного котла к коллекторам.

Теплые полы создают в доме особую атмосферу, и к монтажу такой отопительной системы следует отнестись со всей серьезностью. Перед самостоятельной сборкой необходимо тщательно продумать каждую мелочь и пересмотреть различные вариации. Если будет какая-либо ошибка в просчете, то дальнейшая эксплуатация и обслуживание системы в целом станет невозможной и придется все начинать заново.

Вакуумный коллектор – реально ли изготовить самостоятельно?

Вакуумный коллектор – это достаточно сложное устройство. В нем процесс преобразования солнечного света в тепловую энергию происходит в специальных трубках из стекла, из которых полностью откачивается воздух. В каждом стеклянном абсорбере, кроме того, предусмотрен тепловой канал. Его функцию выполняет патрубок, сделанный из меди. Именно в нем и находится теплоноситель. Соединение трубок осуществляется при помощи специальных элементов.

Особая конструкция вакуумных гелиосистем обуславливает их высокую эффективность. В подобных коллекторах почти нет потерь тепла. Поэтому они могут применяться для автономного отопления жилых строений в зимнее время, когда интенсивность солнечного света минимальная. Самодельные вакуумные системы встречаются крайне редко. Чтобы изготовить их в домашних условиях, нужно обладать специальными знаниями и умениями. Если мы хотим обзавестись вакуумным коллектором, остается один выход – приобретение готового комплекта оборудования. Собрать и установить заводской набор можно и своими руками. Схема работ будет такой:

1. Устанавливаем на выбранном участке крыши раму вакуумного коллектора. Крепление выполняем строго по инструкции производителя системы, используя рекомендованные крепежные элементы. Например, на бетонных кровлях фиксация рамы осуществляется анкерами, на шиферных – толстыми шурупами. Заполняем герметиком места, где конструкция прикрепляется к крыше.
2. Поднимаем на кровлю накопительную емкость. Если она имеет большую массу, используем трос. Прикрепляем резервуар к раме.
3. Подключаем все имеющиеся в комплекте дополнительные элементы (автоматизированные воздуховоды, электронагреватели – ТЭНы, датчики температуры и так далее).
4. Подводим к системе водопроводные трубы. Желательно использовать полипропиленовые изделия. Они не боятся низких температур воздуха на улице и способны выдерживать нагрев изнутри до 95 °С.
5. Заполняем теплоносителем бак-накопитель.
6. Проверяем систему на отсутствие протечек.
7. Монтируем в раму вакуумные трубки. Эта часть операции затруднений не вызывает. Все трубки оснащены специальными резиновыми прокладками и фиксаторами.

Завершающие этапы работ – подключение к гелиоконструкции блока управления, подвод электричества и подсоединение контроллера. Последний позволяет настраивать работу коллектора из дома.

Устройство коллектора

Как заводской металлический, так и самодельный коллектор из полипропилена включает в себя две части:

1. Первый элемент обеспечивает соединение подающего трубопровода, выходящего из котла, с подающими трубами отопительных контуров, т.е. данная часть коллектора распределяет разогретый теплоноситель. Этот элемент коллектора важен еще и возможностью сделать контуры независимыми, что упрощает их профилактику и ремонт. При наличии коллектора для ремонта одного из контуров достаточно перекрыть соответствующий ему вентиль, который прекратит подачу теплоносителя в этот трубопровод.
2. Во второй части коллектора обеспечивается регулировка давления в каждом контуре, за счет чего определяется интенсивность циркуляции теплоносителя. От правильной настройки движения горячей воды в магистралях напрямую зависит эффективность всех отопительных систем.

Последовательность сборки конструкции

Чтобы сделать солнечный коллектор своими руками, изначально необходимо сделать продольные разрезы в полипропиленовых трубах немного длиннее габаритных размеров будущей конструкции. Длина пропилов должна соответствовать ширине поверхности коллектора. Нежелательно расширять срез, так как может ухудшиться целостность и прочность всей конструкции. При необходимости допускается лишь небольшая регулировка ширины зазора.

В подготовленные пазы на двух трубах торцевой частью вставляется кусок поликарбоната, края которых заранее обрабатываются куском мелкой наждачной бумаги. Таким образом, жидкость, подаваемая через подводящую трубку, распределяется по всем канавкам панели. Создается эффект «теплового сифона», в котором нагретая вода поднимается по трубе и попадает в накопительный бак.

Вставляя панели из поликарбоната в прорези, необходимо соблюдать осторожность, чтобы не закрыть прорезь из-за внутренних напряжений в пластиковой панели. Этого явления можно избежать, не позволяя пластине заходить слишком глубоко внутрь трубки

В противном случае процесс циркуляции жидкости в системе будет остановлен.

После того, как панель вставлена в трубы, стыки обезжириваются ацетоном или бензином и затем заделываются

Для заполнения зазоров важно использовать качественный водостойкий герметик, какой бы дорогой он ни был. Обычные герметики на основе силикона не подходят для стыков панелей коллектора

Находясь в постоянном контакте с водой, они со временем разрушаются. Герметик наносится на стыки специальным пистолетом. Наружный слой из самодельного листа поликарбоната расположен на том же герметике, который выполняет защитную функцию для основной панели.

Тепловое поглощение пластинчатого солнечного коллектора из сотового поликарбоната увеличивается за счет окраски его внешней поверхности матовой черной краской. Эту процедуру придется повторять каждые три-пять лет. Альтернативный вариант — прикрепить к внешней стороне конструкции матовую черную полипропиленовую ленту. Его продолжительность составляет не менее десяти лет.

По мере высыхания краски занимаются изготовлением корпуса коллектора. При помощи брусков или уголков собирается прямоугольный каркас, к которому затем крепится задняя стенка из фанеры или оцинкованного листа. Размеры внутренней поверхности каркаса должны точно соответствовать размерам солнечной панели.

После высыхания краски с помощью герметика панель крепится к изготовленному каркасу, а уголки металлическими проволоками привариваются к полипропиленовым трубам, которые будут служить звеном для соединения коллектора с накопительной емкостью, например а также заглушки на противоположных сторонах трубок. Для этих целей также можно использовать специальный горячий клей.

Завершающий этап работ предполагает крепление листов пенополистирола или минеральной ваты к задней стене. Для этого понадобится пенополиуретан или специальный клей для утепления. Устройство готово к установке.

Виды воздушных коллекторов

Воздушные коллекторы можно разделить на два следующих вида, и отличаются они по принципу зависимости от получения воздуха:

• вентиляционный коллектор. У такого оборудования воздух попадает в помещение наружным способом и прогревается на своем пути в помещение. Такой вид коллекторов нашел свое применение в помещениях, где требуется постоянный доступ воздуха, к примеру, в курятниках, овощехранилищах, теплицах;
• рециркуляторный коллектор. Принцип действия такого оборудования рассчитано на закрытый циркулярный поток воздуха. Такую систему можно наблюдать в каминах, или печах с воздухоотводами.

Но для сельскохозяйственных зданий и тот и другой вид коллектора в итоге становится затратным, поэтому имеет смысл задуматься о солнечном коллекторе, который конечно не даст такого тепла в пасмурные дни, но вполне справится со своей задачей при спокойной погоде. Даже зимой можно наблюдать солнечные дни, в которые можно воспользоваться солнечным коллектором как бесплатной альтернативой другого вида отопления.

Что из себя представляет коллектор

Коллектор — это устройство для разводки жидкости, которое часто называют гребенкой, видимо из-за внешнего сходства схемы коллектора с этим предметом. В сантехнических системах предназначен для распределения воды, например, с подающей трубы на несколько кранов без потери давления.

Соответственно, если два человека, например, в ванной и на кухне воспользуются водой, давление в трубах и напор воды будет равным для обоих.

Коллектор упрощает разведение воды в разные места, можно легко сделать разводку на стиральную машину, ванну, мойку, сливной бачок. От коллектора до потребителя идет одна целевая труба без лишних разводок и спаек, что не только упрощает, но и повышает надежность системы.

В отопительных системах гребенки применяются для распределения теплоносителя по контурам, отопление обычно разбивается на участки. Например, первым контуром служит радиаторная система отопления, вторым идет теплый пол на том же этаже. При этом требуется распределить теплоноситель от нагревателя к контурам и сделать возвратную замкнутую систему.

Без коллектора такая конструкция окажется крайне сложной, потребуется гораздо больше усилий и материала, для того, чтобы реализовать отопление, будет трудоемкой в обслуживании и менее надежной в эксплуатации.

Коллектор же распределяет теплоноситель с равномерным давлением, и возвращает теплоноситель со всех контуров обратно в нагреватель. Такой метод делает замкнутую систему простой и надежной.

Характеристика полипропиленовых коллекторов

Полипропилен — не токсичен, при нормальной эксплуатации полностью безвреден как для пользователя, так и окружающей среды. Вредные пары материал способен выделять только при горении. Температура плавления полипропилена – 160 – 170 ?C.

Соответственно, материал без проблем выдерживает работу в отопительных системах. Но недостаток полипропилена – низкий порог температуры стеклования. При t от -10 до -20 ?C материал становится твердым и хрупким, теряет упругость. Потому, применение полипропилена на холоде нецелесообразно.

В остальном полипропилен надежный и удобный в монтировании материал, который можно достаточно гибко использовать как в сантехнике, так и в отоплении.

Важное преимущество материала — цена. Она ниже, чем на стальные трубы

Схема горячего водоснабжение и отопления

Если вы хотите обеспечить работу как отопления, так и горячее водоснабжения, нужно соединить в одну схему два рассмотренных ранее варианта. Для решения задачи вам понадобиться использование бойлера с дополнительной емкостью, оснащенной змеевиком для циркуляции теплоносителя. Во внутреннем меньшим по размеру баке жидкость нагревается намного быстрее. При этом она будет отдавать тепло в общую емкость больших габаритов.

Бойлер нужно обязательно подключить к еще одному источнику тепла. Для этой цели годятся все виды котлов. Они могут быть электрическими, газовыми или твердотопливными.

Солнечная батарея осуществляет нестабильный нагрев теплоносителя. Это может привести к быстрому охлаждению жидкости или наоборот к ее перегреву. Чтобы избежать этого, нужно применять автоматику, которая будет контролировать температуру в контуре.

Мы разобрались с методами обвязки контуров на основе солнечных коллекторов. Поэтому теперь перейдем непосредственно к способам самостоятельного изготовления их.

1 Конструкция и принцип работы

Отопление дома с помощью преобразования солнечной энергии в электрическую используется, как правило, в качестве дополнительного источника тепла, а не основного. С другой стороны, если установить конструкцию большой мощности, а все приборы в доме переоборудовать под электричество, тогда можно обойтись только солнечным коллектором.

Но стоит помнить, что отопление с помощью солнечных коллекторов без дополнительных источников тепла возможно только в южных регионах. При этом панелей должно быть достаточно много. Их необходимо располагать таким образом, чтобы на них не падала тень (например, от деревьев). Размещать панели следует лицевой стороной в направлении, максимально освещаемом солнцем на протяжении всего дня.

Хоть сегодня существует много разновидностей таких устройств, принцип работы у всех одинаковый. Любая схема забирает солнечную энергию и передаёт её потребителю, представляя собой контур с последовательным расположением приборов. Комплектующими, производящими электроэнергию, являются солнечные батареи или коллекторы.

Коллектор состоит из трубок, которые последовательно соединены со входным и выходным отверстием. Также они могут располагаться в виде змеевика. Внутри трубок находится техническая вода или смесь воды и антифриза. Иногда они наполняются просто воздушным потоком. Циркуляция осуществляется благодаря физическим явлениям, таким как испарение, изменение агрегатного состояния, давление и плотность.

Если система будет эксплуатироваться только осенью и весной, то в качестве теплоносителя можно использовать воду. Но в зимнее время её необходимо заменить на смесь антифриза и воды. В классических конструкциях роль теплоносителя играет воздух, который движется по каналам. Их можно сделать из обычного профлиста.

Если коллектор необходимо устанавливать для обогрева небольшого здания, которое не подключено к автономной системе отопления частного дома или централизованным сетям, то подойдёт простая система с одним контуром и нагревательным элементом в её начале. Схема простая, но целесообразность её установки оспаривается, так как работать она будет только солнечным летом. Однако для её функционирования не потребуются циркуляционные насосы и дополнительные нагреватели.

При двух контурах всё гораздо сложнее, но количество дней, когда станет активно вырабатываться электроэнергия, увеличивается в несколько раз. При этом коллектор будет обрабатывать только один контур. Большая часть нагрузки возлагается на одно устройство, которое работает на электроэнергии или другом виде топлива.