Солнечный воздушный коллектор (воздушный теплогенератор), применяется для обогрева помещения теплым воздухом в осенний – весенний период. Располагается она с южной стороны дома, на крыше или непосредственно на стене. В стене необходимо будет прорубить два отверстия для входа и выхода воздушного потока. При помощи вентилятора подаем напор воздуха в одно отверстие, а из второго отверстия получаем теплый воздух температурой до 80 градусов.

схема воздушного коллектора из пивных банок

Конструктивно воздушный «теплогенератор», можно сделать двух типов:

1. Подача воздуха снизу, выхлоп сверху (как на верхнем рисунке)

2. Подача и выхлоп снизу (как на нижнем рисунке). В плане отопления помещения, такой вариант будет лучше, поскольку как мы знаем из уроков физики, теплый воздух поднимается в верх а холодный опускается.

схема солнечного воздушного коллектора из алюминиевых пивных банок

Материалы для изготовления солнечного воздушного коллектора (теплогенератора), могут быть весьма разнообразны, но наиболее дешевый и эффективный вариант, это использование алюминиевых банок из под пива или напитков.

Альтернативный вариант, применение металлических водосточных труб, но в данном случае мы теряем тепло на выходе, поскольку железо менее теплопроводно чем алюминий.

Достоинства изготовления коллектора из алюминиевых банок

1. Бесплатный строительный материал.

2. Получается легкая конструкция

3. Из-за округлостей банок, площадь коллектора в данном случае увеличивается с 2,55 м.кв., примерно до 3,6 м.кв

Приступаем к изготовлению воздушного коллектора (теплогенератора) из пивных банок:

Размеры данного солнечного теплогенератора 2400 x 1265 мм и насчитывает в себе 234 алюминиевые банки, одинакового размера.

После того как все банки собраны, начинаем обрабатывать их. Для этого в дне вырезаем отверстие с помощью коронки по металлу диаметром 44 мм. Очень удобно при этом пользоваться сверлильным станком. Очень тяжело держать банку, чтобы она не прокручивалась, и при этом ее не смять, для этого в нижней части сверлильного станка была закреплена вторая коронка d 51 мм.

Таким образом мы получаем идеальное отверстие. Если нет сверлильного станка, то можно использовать и обычную дрель на малых оборотах. Но ее желательно предварительно закрепить или работать с напарником, чтобы один держал дрель, а другой подставлял банки. Только учтите, что в таком случае, будьте предельно аккуратны, чтобы не получить травму.

сверление отверстия в пивной банке  сверление отверстия в пивной банке

Верхняя часть банки нарезается на полоски и загибается во внутрь. Это делается для того, чтобы внутри системы создавалась турбулентность. В таком случае воздух будет ударяться о стенки банок тем самым наиболее эффективно будет принимать тепло.

рваные края для турбулентности потока воздуха

В 18-ти банках были вырезаны отверстия с обоих сторон.

пивные банки для изготовления воздушного коллектора, теплогенератора

Вот все 234 банки готовы, и мы приступаем к тщательной промывке и обезжириванию. Для удаления грязи и жира можно использовать любое моющее средство, особенно уделите внимание запаху!

Когда банки высохнут, можно приступать к склейке в общий канал (трубу), где каждая труба будет состоять из 13 банок и общей длиной 2150 мм. Всего будет 18 каналов.

Чтобы каналы получились ровными, необходимо использовать направляющую (кондуктор). Для этого можно использовать металлический уголок или сколотить направляющую из двух досок. А на одном конце направляющей буден находиться упор, а на другом конце прижимной винт.

Первой будет укладываться банка с двумя отверстиями, по направлению горлышком к упору.

Для склейки банок использовался герметик для алюминия, с температурой от -50 до +250 градусов. Можно использовать любой другой, не токсичный, жаростойкий клей способный выдерживать температуру более 200 градусов

нанесение герметика на банку

Герметик наносится на внутреннюю часть горлышка банки, ровным слоем.

склеивание пивных банок

При склейке каждая банка фиксируется широкой резинкой.

склейка пивных банок

Приклеиваем последнюю банку и сдавливаем всю конструкцию прижимным винтом.

Оставляем конструкцию в таком состоянии на сутки, пока не высохнет клей.

Готовые каналы.

Приступаем к изготовлению короба воздушного теплогенератора.

Каркас короба изготавливается из древесины, влагостойкой фанеры или OSB плиты. Внешний размер короба составляет 2400 x 1265 мм. Толщина короба в меньшей части 120 мм. в верхушке изгиба 160 мм. Задняя стенка изготовлена из фанеры 12 мм. Боковые стенки из деревянной доски 20 мм. Углы армируются стальными уголками. По середине устанавливается планка для поддержки труб.

изготовление короба солнечного воздушного коллектора

Выпуклая лицевая сторона придает коллектору не только элегантный вид но и положительно сказывается на угле падения солнечных лучей. Для того чтобы очертить правильный радиус на заготовке, привяжите к карандашу веревку, а другой конец веревки привяжите на расстоянии 4,75 м. от заготовки.

Обязательно сделайте скос на боковых стенках, чтобы поликарбонат плотно прилегало по всей плоскости коллектора.

Изготовление воздуховодов.

Воздуховоды с обоих сторон строятся по месту. Изготавливаются из 12 мм. фанеры оббитой тонким слоем алюминия 1 мм.. Все стыки обязательно промазываются герметиком, чтобы не было утечек воздуха.

воздуховод воздушного коллектора

Отверстия в воздуховоде были просверлены 54 мм. коронкой. Все 18 отверстий необходимо равномерно распределить по всей ширине коллектора и быть симметричным с нижним воздуховодом.

Прежде чем воздуховод будет закрыт, необходимо утеплить пространство между воздуховодом и задней стенкой минеральной ватой.

При окончательной сборке убедитесь что все щели промазаны герметиком.

Для удобства монтажа воздушных каналов из банок, необходимо изготовить подставку для банок из фанеры и обклеить алюминиевой фольгой. Таким образом верхний воздуховод готов.

Изготовление нижнего воздуховода, происходит тем же способом что и верхний, за исключением того, что дополнительно будут вентиляционные отверстия. Это даст вам возможность получить свежий воздух (при условии что на улице не сильно холодно).

Здесь вы можете увидеть, как воздуховод разделен на две половины. Забор холодного воздуха происходит с дальнего отверстия (изображенного на рисунке ниже), а выхлоп горячего воздуха будет из ближнего отверстия (изображенного на рисунке ниже). Все швы на всякий случай промазаны высокотемпературным герметиком, чтобы обеспечить герметичность системы.

Для надежной фиксации банок на нижнем воздуховоде. Необходимо проделать следующую процедуру: берем 18 банок (можно помятых), и ножницами отрезаем верхнюю часть (кольца).

Внешний вид готового кольца.

Кольца устанавливаются в воздуховод, с обязательной герметизацией герметиком.

Нижний воздуховод готов, он герметичен и окрашен в черный цвет. он расположен на расстоянии, которое обеспечит плотную посадку труб. Для проверки плотности используем несколько труб.

Производим полную окраску каркаса коллектора, чтобы защитить от внешнего атмосферного воздействия. Желательно дополнительно применять антисептики.

Крепление на стену изготовлены из полосы толщиной 4 мм и шириной 40 мм., и выполнено в виде крючка.

Крышка с москитной сеткой, будет устанавливаться в последний момент (чтобы не поломать во время строительства коллектора) на вентиляционные отверстия. Сетка крепится при помощи степлера.

Изоляция

Утепление коллектора играет большую роль, поскольку тепло уходит через боковые стороны и заднюю крышку. Утеплять необходимо на последнем этапе, когда каркас полностью готов и окрашен. Боковые стенки утеплялись фольгированным утеплителем который выдерживает температуру 120 градусов (его применяют для изоляции дымоходов).

Утепление задней стенки происходило минеральной ватой с нанесенной на нее слоем алюминиевой фольги.

Вентиляция

Поскольку короб будет абсолютно герметичен, рекомендую заранее проделать вентиляционные отверстия, на случай появления конденсата. Вентиляционные отверстия должны иметь возможность закрываться. В данном случае использовались болты с большой пластиковой головкой. Для этого в боковой части каркаса сверлится отверстие под трубу 1/2″ или 3/4″, и запрессовывается в это отверстие отрезок трубы.

Вид изнутри. В уголке прикреплена букса (с резьбой), в которую вкручивается болт. Получается при полностью вкрученном болте, шляпка болта перекрывает отверстие трубки. А откручивая болт, вы открываете вентиляционные отверстия.

Все готово, теперь, наконец, приступаем к стыковке труб, очень важно, чтобы все трубы были параллельны друг другу. Трубы устанавливаются по направлению горлышка к верхнему воздуховоду.

Планкой нижнего воздуховода регулируем стыковку труб, при этом промазываем все стыки герметиком. после чего закрываем крышку воздуховода.

изготовление солнечного воздушного коллектора из пивных банок

По середине, для надежности монтируем упорную планку.

изготовление солнечного воздушного коллектора из пивных банок

В верхнем воздуховоде, так же промазываем все стыки изнутри.

коллектор из пивных банок

Закрываем верхний воздуховод.

изготовление солнечного воздушного коллектора из пивных банок

изготовление солнечного воздушного коллектора из пивных банок

Все готово, теперь можно приступить к покраске. Для покраски необходимо использовать черную матовую термостойкую краску, которая применяется для покраски глушителей автомобилей и барбекю. Продается в баллончиках на авторынке.

изготовление солнечного воздушного коллектора из пивных банок

Для соединения вентиляционных отверстий использовались переходы с прямоугольной формы на круглую.

коллектор из пивных банок своими руками

По периметру каркаса коллектора приклеиваем резиновый уплотнитель, чтобы тепло не уходило через щели между прозрачным покрытием и деревом.

Монтируем крышку вентиляционного отверстия.

В упорную планку вкручиваем мебельные болты (с круглой шляпкой), для поддержки прозрачного покрытия.

В качестве остекления рекомендую применять сотовый или монолитный поликарбонат. Прикручиваем 4 мм. монолитный поликарбонат к каркасу, для этого предварительно по краю, были просверлены отверстия с шагом 10 — 15 см. для саморезов. При ввинчивании саморезов, главное не переусердствовать, чтобы поликарбонат не треснул.

воздушный коллектор из пивных банок своими руками

Для декоративной отделки были изготовлены панели из тонкого металла на листогибе, и покрашено порошковой краской. У кого нет в наличии листогиба, стоит обратиться к фирмам которые изготавливают коньки и отливы.

Устанавливаем воздушный теплогенератор на стену.

установка солнечного воздушного коллектора на стену

Приступаем к установке вентилятора.

Для этих целей рекомендую использовать вентилятор производительностью 200 — 270 м. куб/ч. Если использовать вентилятор меньшей производительностью, то тем самым вы уменьшаете КПД коллектора, Поскольку из-за сопротивления внутри труб производительность снижается чуть-ли не в два раза.

В данной конструкции, вентилятор необходимо устанавливать на выхлопную трубу, чтобы иметь возможность использовать вентиляционные отверстия (при условии что на улице не сильно холодно). Другими словами, открыли крышку и внутри помещения получаете теплый свежий воздух.

 

Запуск.

Первый замер 15 октября в 14.00 с маленьким ветерком.
Внешняя температура +4,6° С.
Замер температуры производился на расстоянии 50 см от выхлопной трубы и составил 78° C

 

Второй замер был проведен 17 октября в 14.00.
Внешняя температура +7,8 С °. Облачно, и ветрено.
Измерения производились как раньше. Температура выхлопа 69,2° C

 

Третий замер производился при большой облачности (см. фото ниже). На улице температура 5,9° C, Температура выхлопа составила +23,3° С

Четвертый замер 12 февраля с температурой наружного воздуха -4,2° С и ярким солнцем. Температура воздуха, которую выдавал коллектор составил 55° С (при условии что температура всасываемого воздуха составляла 12° С, т.е. разность температур между воздухом на входе и выходе составляла 43° С).

Глушитель

Большой проблемой это был громкий шум вентилятора. Однако эта проблема была быстро решена путем изготовления глушителя. Для этого были приобретены два пластиковых переходника и металлическая сетка.

Скручиваем сетку в трубу и вставляем внутрь переходника. Длинна глушителя составила 60 см.

изготовление клушителя для вентилятора

Поверх обматываем тонким слоем синтепона, который будет осуществлять роль фильтра. По бокам надежно фиксируем скотчем. Фильтр будет препятствовать попаданию пыли в комнату от мин. ваты.

глушитель на вентилятор

Заключительным этапом, обворачиваем минеральной ватой с нанесенной фольгой, для звукопоглощения.

самодельный глушитель на вентилятор

Глушитель готов. Результат был намного выше ожиданий. Практически бесшумный выхлоп воздуха, при этом сохраняя производительность вентилятора.

Для автоматизации процесса отопления необходимо установить термостат с выносным датчиком. На котором установить, чтобы вентилятор отключался если температура выхлопа будет, например, ниже 22° С

контроллер температуры

Таким образом вам нет надобности постоянно следить за солнцем.

В заключение хочу отметить:

Для снижения потребления эл. энергии вентилятором (в данном случае 75 Вт), можно применить солнечную панель. При этом когда солнце есть вентилятор работает, нет солнца соответственно и электричество не нужно.

Если вы хотите доставить горячий воздух в другую комнату то используйте теплоизолированные вентиляционные каналы. Иначе, все тепло рассеется по пути.

Источники: SolarSistem.ru, Brunzell.com