Гелиоустановки для систем горячего водоснабжения и отопления
Большое распространение и популярность приобрели именно солнечные коллекторы, которые применяются в качестве устройства для нагрева какой-либо жидкости (чаще всего, воды) с целью ее использования в системах горячего водоснабжения или отопления.
Другой вид оборудования для преобразования энергии солнца – батареи, которые принципиально отличаются от коллекторов тем, что сначала вырабатывают и аккумулируют электрическую энергию, а в дальнейшем ее можно использовать для хозяйственных нужд.
Но данный вид получения и переработки солнечной энергии требует приобретения дорогостоящего оборудования, главными конструктивными единицами которого являются фотоэлементы, что не всегда оправданно, особенно в регионах с небольшим количеством солнечных дней в году.
В отличие от них, солнечные коллекторы для нагрева воды или отопления дома имеют быструю окупаемость, особенно если изготовить их самостоятельно, так как в этом случае расходы составят лишь стоимость материалов, в число которых дорогие фотоэлементы не входят.
Использование солнечных коллекторов имеет очевидные преимущества:
- снижение затрат на отопление и подогрев воды для системы горячего водоснабжения;
- экологичность данного вида энергии.
Чаще всего использование коллекторов оправданно для использования в системах отопления небольших коттеджей или организации горячего водоснабжения в летний период в загородном доме или на даче. Оправдан солнечный коллектор для бассейна в качестве устройства для подогрева воды.
Объясняется это относительно невысоким КПД таких установок, который может значительно уменьшаться в пасмурные дни.
Поэтому для оптимизации расходов на отопление частного дома лучше всего использовать коллекторы совместно с традиционным оборудованием, которое изначально может быть рассчитано для этого, либо имеет возможности для переоборудования или согласования параллельного функционирования двух систем теплоснабжения.
Также стоит отметить, что, кроме регулярного обслуживания и очистки поверхности коллекторов от грязи и мусора, некоторые из них не предназначены для работы при низких температурах, поэтому перед началом зимы их нужно законсервировать, предварительно слив из системы теплоноситель.
Основные разновидности солнечных коллекторов
Солнечный коллектор представляет собой устройство, главной функцией которого является превращение поглощенной солнечной энергии в тепловую с целью ее дальнейшего использования для нагрева теплоносителя в системах отопления, в том числе и в «теплых полах» и ГВС дома.
КПД коллектора напрямую зависит от двух факторов: типа устройства и его площади, поэтому нередко для его монтажа выбирается крыша здания.
Солнечные коллекторы условно можно классифицировать, используя разные критерии. Прежде всего, они делятся по типу теплоносителя на:
- водяные (жидкостные);
- воздушные.
По уровню предельных температур коллекторы бывают:
- низкотемпературными – предел до 50°C, средний показатель 35-45 °C;
- среднетемпературными до 80°C;
- высокотемпературными – более 80°C.
Последние чаще всего являются промышленными образцами, сделать их своими руками не представляется возможным.
Конструктивно солнечные нагреватели воды могут быть:
- плоскими, которые могут быть как воздушными, так и жидкостными;
- вакуумными, использующими в качестве теплоносителя воду или иной вид жидкости;
- трубчатыми – бывают и жидкостными, и воздушными;
- термосифонными, или так называемыми накопительными интегрированными коллекторами, главным отличием которых является способность не только нагревания жидкости, но и поддержания ее температуры определенное время.
Последний вариант является самым простым как по устройству, так и по сложности изготовления и представляет собой несколько теплоизолированных емкостей с водой, а нагрев жидкости происходит через стеклянные крышки баков.
Данный тип коллекторов можно считать и самым простым в обслуживании, так как для того, чтобы он работал, необходимо лишь периодически очищать крышку емкости, но использовать его в холодное время года невозможно.
Плоские воздушные коллекторы тоже довольно просты и имеют вид специальной панели в виде герметичной коробки с теплоприемником с подключенными воздуховодами, по которым движется и нагревается воздух.
Для повышения эффективности их работы требуется увеличение их площади, например, за счет использования нескольких панелей в одной системе, а также использование вентилятора.
Что это за устройство?
Солнечный водонагреватель в промышленности имеет название гелиоколлектор. Но позволить себе такую заводскую технику могут не многие, ее стоимость – 300-400$, по карману не всем дачникам. А вот смастерить устройство своими руками под силу каждому. Он выйдет как минимум в десять раз дешевле.
Все, что понадобится – большая емкость и темная поверхность для него, которая, нагреваясь от солнечных лучей, прогреет и воду. Такая конструкция хороша для летнего душа. С крыши дома можно подвести ее на кухню или в ванную комнату.
Работать самодельный гелиоколлектор будет полностью автономно, ему не нужен насос и подпитка от электричества, достаточно того, чтобы на улице было солнечно. Если солнце будет светить и зимой, то вода так же будет нагреваться.
Загрузка …
Насколько выгодны солнечные коллекторы
Окупаемость таких устройств зависит от широты использования. В южных районах, где много солнца, они выгодны. Но на уровне 52 параллели у нас они уже не окупаются, если используются для отопления (зимой солнца мало), но окупаются и севернее, если используются для ГВС в межсезонье и летом.
В Европе, например, где газ дороговат, а техника дешевая, коллектора однозначно выгодны для отопления, даже в северных районах.
У нас точно выгодными оказываются наиболее дешевые летние солнечные коллектора, которые можно изготовить буквально из подручных материалов, или которые сделаны «полукустарно» на местных производствах.
Они используются для подогрева воды в бассейне, летнего душа, ГВС в доме и отопления домов в межсезонье. В зимних условиях дешевые (самодельные) коллектора не могут соперничать по КПД с заводскими, становятся скорее охладителями, поэтому не используются.
Чертежи конструкций
Приступаем к работе
Прежде чем сооружать солнечный коллектор, необходимо произвести соответствующие расчеты и определить, как много энергии он должен производить. Но от самодельной установки ждать высокого КПД не стоит. Сориентировавшись, что его будет достаточно – можно приступать.
Работу можно поделить на несколько основных этапов:
- Изготовить короб
- Изготовить радиатор или теплообменник
- Изготовить аванкамеру и накопитель
- Собрать коллектор
Чтобы изготовить коробку под солнечный коллектор своими руками, следует заготовить обрезную доску толщиной 25-35 мм и в ширину 100-130 мм. Дно ее следует сделать текстолитовым, оснастив его ребрами. Оно также должно быть хорошо теплоизолированное при помощи пенопласта (но предпочтение отдают минеральной вате), накрытого оцинкованным листом.
Еще 4 эффективных способа альтернативного отопления дома
О которых вы можете узнать в нашей следующей статье
Подготовив короб, настает пора мастерить теплообменник. Следует придерживаться инструкции:
- Необходимо подготовить 15 тонкостенных металлических трубок длиной 160 см и две дюймовые трубы длиной 70 см
- В обоих утолщенных трубках сверлятся отверстия диаметра меньших трубок, в которые они будут устанавливаться. При этом нужно следить за тем, чтоб они были по одной стороне соосны, максимальный шаг между ними 4.5 см
- Следующий этап – все трубки нужно собрать в единую конструкцию и надежно сварить
- Теплообменник монтируется на лист оцинковки (ранее прикрепленный к коробу) и фиксируется при помощи стальных хомутов (можно сделать металлические зажимы)
- Днище короба рекомендуют покрасить в темный цвет (например, черный) – он будет лучше поглощать солнечное тепло, но чтобы снизить тепловые потери, внешние элементы красятся белым
- Завершить монтаж коллектора необходимо установкой покровного стекла около стенок, при этом не забыв о надежной герметизации стыков
- Между трубками и стеклом оставляется расстояние, равное 10-12 мм
Остается соорудить накопитель под солнечный коллектор. Его роль может исполнять герметичная емкость, объем которой варьируется около 150-400 л. Если найти одну такую бочку не удается, можно сварить между собой несколько небольших.
Как и коллектор, накопительный бак основательно изолируют от потерь тепла. Остается изготовить аванкамеру – небольшой сосуд объемом 35-40 л. Он должен оснащаться падающим воду устройством (шарнирным краном).
Остается самый ответственный и важный этап – собрать коллектор воедино. Сделать это можно таким образом:
- Вначале необходимо установить аванкамеру и накопитель. Необходимо следить, чтоб уровень жидкости в последнем был на 0.8 м ниже, чем в аванкамере. Так как воды в таких устройствах может собираться немало, необходимо продумать, каким образом они будут надежно перекрываться
- Коллектор размещается на крыше дома. Исходя из практики, рекомендуется делать это на южной стороне, наклонив установку под углом 35-40 градусов к горизонту
- Но нужно учитывать, что между накопителем и теплообменником расстояние не должно превышать 0.5-0.7 м, иначе потери будут слишком существенны
- В конце должна получиться следующая последовательность: аванкамера обязана располагаться выше накопителя, последний – выше коллектора
Наступает самый ответственный этап – необходимо соединить все составляющие воедино и подключить к готовой системе водопроводную сеть. Для этого потребуется посетить магазин сантехники и приобрести необходимые фитинги, переходники, сгоны и прочую запорную арматуру. Высоконапорные участки рекомендуют соединять трубой диаметром 0.5 дюйма, низконапорные – 1 дюйм.
Введение в эксплуатацию выполняется следующим образом:
- Установка заполняется водой посредством нижнего дренажного отверстия
- Подсоединяется аванкамера и регулируются уровни жидкости
- Необходимо пройтись вдоль системы и проверить, чтобы не было утечек
- Все готово к повседневной эксплуатации
Разновидности павлинов
Впервые эти птицы с экзотическим внешним видом появились в Индии — они всегда расселялись в лестных местностях, где имеются густые заросли. Для беззащитных павлинов категорически не подходит открытая местность, потому там они быстро станут добычей для хищников.
Таблица 1. Разновидности павлинов.
| Вид, фото | Описание |
Обыкновенный | Самцов обыкновенного павлина отличает пышное ярко-синее оперение шеи и головы, а на спине у них располагаются желто-зеленые перья. Длина их тела составляет около 118 сантиметров, а продолжительность надхвостья бывает до 155 сантиметров. Самки отличаются меньшим размером, их тело окрашено в пепельный цвет. У этих птиц на голове торчит заметный хохолок, только у самок он коричневый, а у самцов ярко-синий. |
Зеленый индийский | Это массивная птица — длина тела у самцов иногда достигает трех метров (из которых 160 сантиметров – это надхвостье). Эти особи имеют яркий сине-зеленый окрас, иногда встречаются и красноватые перья. Хохолок имеет вид объемного пучка. Самки этой породы имеют минимальные отличия от самцов, у них даже имеется небольшое надхвостье. |
Черноплечий | Эти особи произошли в результате скрещивания индийских зеленых павлинов, но их длительное время считали отдельным видом. У самцов имеется ярко-синее оперение с черными вкраплениями. Женские особи имеют телесный окрас, а на спинке и около хвоста бурый. |
Белый | Птицы необыкновенной красоты, полностью белые, будто вырезанные из бумаги. Такой вид тоже был получен в результате мутации. В этом случае белоснежное оперение имеется как у самцов, так и самок. Отличие между ними наблюдается только по цвету радужки глаз — у мужской особи она синяя, а у павы голубая. |
Благодаря скрещиванию этих основных видов специалистам удалось получить множество других подвидов павлинов с различным окрасом пера. Существует большое количество вариантов окраса птиц, и иной раз при скрещивании невозможно угадать, какой из них получится.
Внешний вид самок отличается в зависимости от особенностей породы
Подготовка к работе
После того как вы собрали все материалы, которые будут участвовать в сборке устройства для подогрева воды, нужно определиться с выбором места расположения. Устанавливать солнечный коллектор необходимо вблизи бассейна
Обратите внимание! Установка самодельного нагревателя в непосредственной близости от бассейна позволит вам предотвратить излишнюю потерю тепла
Место установки водонагревателя
Подготовка места
Кроме этого нужно помнить о том, что для такого устройства необходимо создать определенный уровень наклона. В ситуации с нашим солнечным прибором для нагрева бассейна угол его наклона должен составлять не больше 50º. Также вам нужно будет соответствующим образом подготовить и само место сборки агрегата. Для этого нужно построить уплотненную подушку из щебня, соорудить платформу из тротуарной плитки либо сделать простую бетонную стяжку.
Когда со всеми приготовлениями будет покончено, приступаем к непосредственному сооружению водонагревателя.
Особенности конструкции солнечного коллектора
Схема устройства солнечного коллектора.
Инструменты и материалы, которые необходимы для работы:
- резиновый или полиэтиленовый шланг, диаметром от 20 мм;
- деревянные брусья для создания каркаса;
- оконное стекло;
- пенопласт для утепления;
- краны;
- емкость для воды, бойлер;
- хомуты;
- пила по дереву;
- отвертка и гаечные ключи;
- стеклорез.
Чтобы сделать солнечный водонагреватель, лучше использовать резиновый или армированный шланг диаметром не менее 20 мм и толщиной стенки от 2,5 мм. Необходимо отдавать предпочтение шлангам черного или темного цвета.
Вода перемещается за счет термосифонного эффекта, поэтому надо, чтобы бойлер был минимум на 60 см выше верхней части коллектора. Надо стараться, чтобы подводящий трубопровод имел минимальную длину.
Для снижения потерь тепла, задняя часть шланга утепляется при помощи пенопласта. Чтобы зафиксировать шланг в виде спирали, надо привязать его к деревянному брусу или трубе.
Необходимо использовать оконное стекло, пленка или органическое стекло в данном случае не подходят. От шланга до стекла должно быть 12-20 мм.
Если планируется использовать солнечный водонагреватель в теплое время, то нужно одинарное стекло. Если в прохладное время, то двойное стекло, в таком случае меньше потери тепла, но больше отражаются солнечные лучи. Чтобы снизить теплопотери, выводы шланга надо изолировать. Если длина трубы до 3 м, то достаточно будет в качестве теплоизоляции использовать пенопропилен, если больше, то используют фольгированный пенополиуретан.
Такой солнечный водонагреватель позволит в летний период экономить до 80% энергии, расходуемой на нагрев горячей воды, а в осенью и весной до 40%. Если пересчитать это в киловатты, то экономия на одного человека за год получится около 400 кВт*час.
Важные нюансы сборки коллектора своими руками
Первый этап – сборка короба. Для сборки упоминавшегося ранее короба используются деревянные доски шириной порядка 12 см и толщиной 3-3,5 см. Днище выполняется из оргалита либо фанерного листа. Дно обязательно усиливается при помощи реек размером 5х3 см. Длину реек подбирайте по размерам днища.
Второй этап – утепление короба. Короб нуждается в качественном утеплении. Лучший и наиболее удобный в использовании вариант – плиты пенопласта. Также хорошо подойдет минеральная вата. Утеплитель укладывается на дно короба.
Третий этап – обустройство короба для радиатора. Уложенный утеплитель необходимо укрыть слоем оцинкованного листового металла. Для соединения радиатора и уложенного листа металла используются хомуты. Предварительно окрасьте трубу радиатора и металлический настил черной матовой краской.
Снаружи коробка окрашивается в белый, а стекло герметизируется при помощи специально предназначенных для таких задач составов. Это позволит минимизировать потери тепла. Соединение труб выполняется в стандартном порядке при помощи тройников, муфт, а также уголков. Применяемые при сборке коллектора трубы без особых усилий соединяются вручную.
Четвертый этап – подготовка аккумулирующего бака. За накопление тепла в рассматриваемой системе отвечает бак, емкость которого может находиться в пределах 200-400 л. Конкретный объем подбирайте с учетом вашей личной потребности в воде. Бак можно сделать из бочки. Если найти подходящую бочку не удастся, используйте трубы.
Бак нуждается в утеплении. Лучше всего установить его в короб из фанерных листов или деревянных досок, а пространство между стенками коробки и емкости заполнить опилками, пенопластом или другим теплоизоляционным материалом.
Пятый этап – подготовка аванкамеры. В состав рассматриваемой системы входит агрегат под названием аванкамера. Главной функцией этого приспособления является нагнетание постоянного избыточного давления, требуемого для полноценной работы системы на основе солнечного коллектора. Аванкамера изготавливается из подходящей емкости на 35-45 л. Прекрасно подойдет бидон. Дополнительно агрегат комплектуется подпитывающим устройством для автоматизации работы.
Инструкция изготовления солнечной батареи своими руками
Простая схема из шланга для полива
- На металлический лист 1500х1500х2 мм. наносится краска чёрного цвета.
- Поливочный шланг сворачивается спиралью. Необходимо создать 4 улитки по 60 см в диаметре соединённые между собой последовательно.
- Закрепить спирали между собой можно посредством проволоки или бечёвки.
- Укладываются они на плоскость листа.
- Подача воды из бассейна осуществляется через циркуляционный насос.
- Напор регулируется опытным путём.
- Лист необходимо приподнять для создания угла равного 60 градусам. Это необходимая величина для попадания на коллектор прямых солнечных лучей.
- Вода в такой системе прогревается до 50С.
- В течение нескольких часов вода в небольшом бассейне приобретёт комфортную температуру.
Более сложный вариант сборки коллектора из пластиковой трубы
- На лист фанеры с рабочей стороны наносится чёрная краска.
- Из полипропиленовой трубы диаметром 10 мм спаивается система в виде змеевика.
- Отрезки трубы соединяются уголками.
- Шаг между прямыми участками трубы равен 50 мм.
- Конструкция крепиться к листу фанеры с помощью полиэтиленовых самозатягивающихся хомутов.
- Труба окрашивается краской в чёрный цвет. Это необходимо не только для нагрева воды, но и для защиты материала трубопровода от разрушительного воздействия ультрафиолета.
- Готовый блок обрамляется рамой из рейки 20х20 мм.
- Задняя стенка коллектора обклеивается пенопластом для создания теплоизоляции внутреннего пространства.
- Для установки конструкции собирается каркас из бруса сечением 50х50 мм.
- Коллектор устанавливается на каркас жёстко для сопротивления ветру.
- Подача воды осуществляется с нижнего края с применением циркуляционного насоса.
- Выход воды осуществляется в верхнем углу противоположной стороны системы.
- Температура воды при правильной регулировке насоса достигает 65с.
- Горячая вода по шлангу поступает в бассейн.
Установка и подключение накопительного водонагревателя на даче своими руками
Предлагаемая конструкция солнечного водонагревателя своими руками очень проста, и принцип ее работы основан на знании того, что температура в пленочном парнике на несколько градусов выше, чем на открытой местности. Поэтому, чтобы повысить температуру водонагревателя от солнечной энергии, можно поместить бочку с водой в подобный парник. Для установки такого накопительного водонагревателя на даче потребуется несколько деревянных брусков и немного полиэтиленовой пленки. Этот парник позволит существенно снизить воздействие ветра. Далее при подключении накопительного водонагревателя на даче нужно северную сторону бочки, которая никогда не освещается солнцем, оклеить эффективным утеплителем, чтобы она не отдавала тепло.
После этого необходимо приступить к обустройству самого солнечного коллектора. Его можно сделать воздушного или водяного типа. Воздушный коллектор выполняется очень просто. Сначала следует на южную стенку душевой кабины вертикально набить бруски шириной 5-10 см на расстоянии 50-60 см друг от друга. Стенку душа нужно с наружной стороны покрасить матовой черной краской, а затем завесить черными металлическими пластинами-жалюзи таким образом, чтобы воздух проникал сквозь них в стенку душевой кабины и в нагретом виде поднимался вверх. Сверху коллектора следует оборудовать воздуховод, который должен входить в «парник» с бочкой, и через него горячий воздух как раз и будет попадать из коллектора в парник. Снизу коллектор можно оставить открытым для конвекции воздуха, также нужно сделать вверху парника небольшое отверстие для этих же целей. На ночь это отверстие придется закрывать, чтобы сохранить внутреннее тепло и не дать бочке охладиться.
В данной конструкции облучаемая солнцем поверхность увеличивается до 3-4 м2, а количество получаемой энергии составляет 30 кВт в сутки. Это позволяет не просто нагревать воду в бочке, а доводить ее до кипятка. Поэтому для полноценного купания придется организовать отдельную подачу холодной воды в душевую кабину.
Дополнительно при установке накопительного водонагревателя своими руками можно утеплить всю бочку каким-нибудь теплоизолятором. При этом необходимо оставить небольшой зазор между утеплителем и бочкой. В это пространство затем нужно будет направить воздуховод из солнечного коллектора для притока горячего воздуха.
Виды солнечных коллекторов
Стандартное устройство имеет вид металлической пластины, которая помещена в пластмассовый или стеклянный корпус. Поверхность этой пластины аккумулирует солнечную энергию, задерживает тепло и передаёт его для различных бытовых нужд: отопление, подогрев воды и т.д. Интегрированные коллекторы бывают нескольких видов.
Накопительные
Накопительные коллекторы ещё называют термосифонными. Такой солнечный коллектор своими руками без насоса получается наиболее выгодным. Его возможности позволяют не только подогревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне некоторое время.
Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые находятся в теплоизоляционном ящике. Баки накрыты стеклянной крышкой, через которую пробиваются солнечные лучи и подогревают воду. Этот вариант наиболее экономичен, прост в эксплуатации и в обслуживании, но его эффективность в зимнее время практически равна нулю.
Плоские
Ппредставляет собой большую металлическую пластину – абсорбер, который находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор своими руками будет более эффективен при использовании именно крышки из стекла. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает.
Внутри ящика присутствует термоизоляция, что позволяет значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому она покрыта аморфным полупроводником, который значительно увеличивает показатель аккумуляции тепловой энергии.
При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками, часто отдают предпочтение именно плоскому интегрированному устройству. Впрочем, он не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для домашних нужд и отопление помещения. Плоский – самый широко используемый вариант. Абсорбер для солнечного коллектора своими руками предпочтительно делать из меди.
Жидкостные
Из названия понятно, что главным теплоносителем в них выступает именно жидкость. Водяной солнечный коллектор своими руками делается по следующей схеме. Через поглощающую солнечную энергию металлическую пластину, тепло передаётся по прикрепленным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или прямо к потребителю.
К пластине подходят две трубы. Через одну из них подаётся холодная вода из бака, а через вторую в бак поступает уже подогретая жидкость. У труб обязательно должны присутствовать отверстия входа и выхода. Такую схему подогрева называют замкнутой.
Когда же подогретая вода напрямую подаётся для удовлетворения нужд пользователя – такую систему называют разомкнутой.
Неостекленные чаще применяются для нагрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует закупки дорогих материалов – сгодится резина и пластмасса. У остекленных КПД выше, поэтому они способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой.
Воздушные
Воздушные устройства экономичнее вышеперечисленных аналогов, использующих воду в качестве теплоносителя. Воздух не замерзает, не подтекает и не кипит как вода. Если в такой системе происходит утечка, она не приносит столько проблем, однако определить где она произошла довольно сложно.
Самостоятельное изготовление не обходится потребителю дорого. Солнцеприемная панель, которая накрывается стеклом, нагревает воздух, который находится между ней и теплоизоляционной пластиной. Грубо говоря, это плоский коллектор, имеющий внутри пространство для воздуха. Внутрь поступает холодный воздух и под действием солнечной энергии подаётся потребителю тёплый.
Такие варианты долговечны и надёжны и обслуживать их проще, чем устройства, которые используют жидкость в качестве теплоносителя. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для отопления теплицы солнечным коллектором подойдёт как раз такой вариант.
Солнечный водонагреватель: схема сборки
Главный инструмент для сборки водонагревательной системы — сварочный аппарат. Без него вам не обойтись. Еще вам понадобятся такие инструменты, как «утюг» для соединения пластиковых труб, шлифовальная машина, болгарка для резки металла, электрическая дрель и шарошечное сверло (36-40 мм) для сверления отверстий в раме коллектора. Из подручных инструментов подготовьте молоток, рубанок, кисточки.
Последовательно выполняйте все указанные шаги сборки:
- Нарежьте брусья и соберите раму. После этого соедините противоположные стороны рамы поперечными брусками.
- Прикрепите ко дну рамы лист фанеры и тщательно все заизолируйте.
- Просверлите по восемь отверстий диаметром 12-14 мм в двух 3/4“ металлических трубах на одинаковом расстоянии в 12,5 см друг от друга.
- Приварите 8 труб 1/2″ к двум трубам 3/4″, предварительно вырезав концы труб 1/2″ так, чтобы они плотно прилегали к отверстиям в трубах 3/4″. Закройте каждую из двух труб 3/4″ металлической заглушкой.
- Приварите металлический лист и трубы друг к другу. Трубы 3/4″ должны выступать за края металлического листа на 7-10 см (одна — снизу, а вторая — сверху).
- Обезжирьте поверхность абсорбера и выступающие края труб. Переверните абсорбер трубами вниз и покройте всю внешнюю поверхность черной краской.
- В деревянной раме просверлите входные и выходные отверстия для труб и вставьте в нее абсорбер.
- Покрасьте раму черной матовой краской и дождитесь полного высыхания. Прикрепите деревянную перекладину посредине для установки стекла. Наклейте на перекладину уплотнитель.
- По краю стекла прикрепите резиновый уплотнитель. Накройте раму стеклом (по периметру). Аккуратно прикрутите алюминиевый монтажный угольник для крепления стекла к раме. Стык двух частей стекла следует промазать силиконом.
- Соедините абсорбер с баком для нагревания воды с помощью трубы.
- Залейте в трубу-теплоноситель антифриз, положите ее в бак и заизолируйте конструкцию.
- Последним шагом мастерятся ножки для бака и прилаживаются дополнительные элементы (краны, термометры). Готово!
Помните, что за водонагревателем нужен уход. Не устанавливайте солнечную панель в опасной близости от деревьев: ветки и падающие плоды могут нанести ей урон. Протирайте стеклянную поверхность абсорбера на регулярной основе: пыль и другие загрязнения мешают собирать солнечные лучи. Время от времени проверяйте трубы и стыки на наличие утечек.
Солнечные водонагреватели для дома
Гелиосистема нагрева воды состоит из:
- Коллектор. Представляет собой совокупность труб небольшого диаметра. Проходя по ним, вода успевает прогреться солнечным светом.
- Электронасос, создающий давление воды в системе. Некоторые модели работают за счет естественных сил гравитации.
- Система трубопроводов.
- Накопительный бак для прогретой воды. Целесообразно устанавливать, когда велика вероятность частой смены погодных условий. Бак сохранит горячую воду на следующий (пасмурный) день Предусмотрен не во всех моделях. Кроме того, внутри накопительной емкости может устанавливаться электроТЭН, чтобы подогревать воду до нужной температуры в пасмурные дни. Даже в этом случае наблюдается значительная экономия электричества.
Типы водонагревательных систем:
1.По подаче воды:
- активные – вода подается электронасосом;
- пассивные – подается естественным путем.
2.Структура контура (у активных модификаций):
- с открытым контуром, в котором непосредственно циркулирует жидкость, использующаяся для горячего водоснабжения;
- с закрытым контуром (заполняются антифризом, другой жидкостью, позволяющей использовать водонагреватель при минусовой температуре. Циркулирует внутри змеевика, прогревая жидкость внутри накопительного резервуара).
3.Способ прогревания воды:
- накопительные (вода прогревается в емкости);
- проточные (течет по протяженной системе труб теплообменника, прогреваясь солнечным теплом).
Виды и классификация приборов
На практике реализован ряд принципов, которые позволяют использовать энергию Солнца. Различают несколько вариантов конструкции, независимо от того, сделан солнечный водонагреватель своими руками или нет. Главный критерий классификации – теплоноситель. Он может быть жидким и металлическим. В качестве теплоизолятора может использоваться вакуум. Солнечные водонагреватели могут быть прямого действия или косвенного. В первом случае вода нагревается непосредственно солнцем, а во втором случае это происходит путем преобразования солнечной энергии в электрическую, а затем в тепловую, которая и нагревает жидкость.
В замкнутом или разомкнутом контуре она может передвигаться также двумя способами, зависящими от типа структуры – принудительно при помощи насосов и других нагнетающих давление установок или самотеком. Также их можно разделить по области применения. Например, солнечные водонагреватели для дома относятся к числу малопроизводительных устройств. Они характеризуются небольшими размерами. А солнечный водонагреватель для бассейна или другого объекта временного использования, предназначенный для постоянного многоцелевого нагрева воды в больших количествах, имеет и соответсвующие размеры, а также относится к другому классу.
Разновидности солнечных водонагревателей
Помимо вышеназванных вакуумных и плоских водонагревателей есть также и другие более простые варианты, которые можно реализовать своими руками в домашних условиях. Из самых простых солнечных водонагревателей можно назвать простую бочку с водой на крыше летнего душа.
Солнечные водонагреватели можно подразделить в зависимости от напора воды на пассивные и активные. На пассивных моделях вода двигается под действием гравитации или конвекции. Эти нагреватели более дешёвые и их легче сделать своими руками, но их производительность небольшая. Активные водонагреватели имеют в своей конструкции электрический насос, контроллер, различные клапана.
Активные модели солнечных водонагревателей можно разделить:
- С закрытым контуром, где применяется антифриз. Могут функционировать при отрицательных температурах;
- С открытым контуром.
Накопительные водонагреватели
В этом случае вода нагревается под действием солнечного излучения в каком-либо резервуаре. После того как она нагреется до нужной температуры, у вас сразу будет большой объем воды.
Простейший солнечный водонагреватель
Проточные водонагреватели
Здесь смысл заключается в том, что вода нагревается в процессе прохождения по длинной системе шланги или труб, по которым она прогоняется. Проходить по системе трубок вода может как самотёком, так и под давлением насоса. В самодельных солнечных водонагревателях используются самые простые и недорогие материалы.
К примеру, в качестве системы трубок могут использоваться обычными с садовые шланги для полива. Они укладываются на тёмный, матовый материал. Это может быть резина, покрашенный в чёрный цвет пенопласт, рубероид и так далее. Если вы делаете конструкцию на один сезон, то можно сложить шланг обычной бухтой, подключить к воде, и всё.
Проточный солнечный водонагреватель
Есть примеры, когда люди делали бюджетный вариант солнечного водонагревателя с использованием шланга и пластиковых бутылок. Шланг при этом нанизывался на бутылку, для чего в донышке прорезалось отверстие по его диаметру. И затем такую конструкцию укладывали на шиферной крыше
Здесь важно подобрать шланг по горлышку бутылки и сделать конструкцию наиболее герметичной. Тогда будет происходить быстрый и существенный нагрев воды в шланге
Как из шлангов и труб смастерить солнечный нагреватель
Для солнечных теплообменников народные умельцы используют шланги для полива или гибкие трубы. Можно соорудить одну или несколько секций.
Мнение эксперта
Владислав Пономарев
Инженер-конструктор, изобретатель
Главное условие – плотно свернуть шланг спиралью в форму «улитки».
Если будут несколько секций, понадобится электронасос, но знатоки уверяют, что расходы на его приобретение окупятся довольно быстро.
Часть материалов для такого коллектора, возможно, уже есть в гараже. Основа – черный резиновый шланг диаметром 20-25 миллиметров. В зависимости от того, сколько «улиток» будет создано, столько и уйдет материала: 100 или 1000 метров. Подойдет и черная пластиковая труба.
Из шланга можно делать не только круглые улитки, но и придать овальную форму или уложить змеевидной. Заготовки обрабатывают антисептиком для дерева или антикоррозийным средством для металла. Для них создают короб из старой оконной рамы или другого подручного материала.
https://youtube.com/watch?v=NWy6nfEylRk
Крепление может быть и в виде связки из плотного шнура. Так же делают связку контура пластиковым хомутом.
Преимущества и недостатки пассивных и активных типов
Солнечные водонагреватели с самотечным передвижением теплоносителя называют пассивными. При выборе такого варианта следует учитывать проблему его размещения. Движение воды здесь происходит благодаря разнице плотности холодного и нагретого теплоносителя. Поэтому такая система должна предусматривать наличие накопительного бака и продуманную систему трубопровода. Такие гелиосистемы имеют низкую скорость накопления нагретой жидкости и это их основной недостаток. Но все плюсы от других гелиосистем в них присутствуют. Это низкое энергопотребление, отсутствие вредных испарений и выделений, экономическая целесообразность. Поэтому солнечные водонагреватели в случае применения элементов активизации потока жидкости становятся практически незаменимыми. Однако для этого требуются дополнительные источники энергии, их питающие, поэтому энергетически независимыми они не являются, в отличие от самотечных пассивных моделей.
