Солнечный нагреватель для воды
Солнечный нагреватель для воды
Мы надеемся, что наша статья была полезной для вас и поможет вам в построении солнечного водонагревателя своими руками.
Солнечный водонагреватель своими руками
Преимущество солнечных водонагревателей в том, что их довольно просто изготовить своими руками без специальной подготовки. Итак, 18 шагов необходимых для самостоятельной сборки солнечного коллектора:Изготавливаем решетку из параллельных металлических труб (10-15 мм диаметром), скрепленных двумя поперечными трубами (диаметром не менее 20 мм). Для соединения, просверливаем отверстия в более широких трубах (по диаметру узких параллельных труб)Привариваем к раме абсорбер – металлический лист. Для лучшей теплопередачи, нужно максимально плотнее прижать металлический лист к раме (приварить все участки соединения)
Покрываем абсорбер черной теплостойкой краской. Дожидаемся полного высыхания.
Изготавливаем деревянную раму высотой около 100-150 мм. Ширина и длина рамы рассчитываются по размерам абсорбера.
Размещаем абсорбер внутри деревянной рамы.
Накрываем раму обычным оконным стеклом (от 4 мм толщиной). Можно использовать и стеклопакеты. При этом вырастет эффективность водонагревателя, но и существенно увеличится его общая масса и стоимость проекта.
Обрабатываем раму антисептиком и красим краской (желательно стойкой к влажности, для защиты от атмосферных осадков).
Просверливаем отверстия в раме, чтобы холодный и горячий теплоноситель могли попадать в металлическую раму абсорбера.
Тыльную часть конструкции (под абсорбером) покрываем теплоизоляционным материалом. Рекомендуется использовать мин. ватуважно чтобы изоляционный материал был способен выдержать температуры до 200 градусов.
Покрываем нижнюю часть рамы фанерой или досками. Главное гарантировать что влага не будет проникать в водонагреватель.
Прибиваем планки для крепления стекла (во внутренней стороне рамы).
Прикрепляем уплотнитель, вставляем стекло и еще один уплотнитель на стеклоВсе это прикрепляется при помощи оцинкованной жести.
Все щели конструкции заполняются силиконом, для уменьшения тепло потерь.
Находим емкость-аккумулятор. Это может быть старый бойлер, металлические бочки… главное помнить, емкость должна выдерживать давление воды в системе (несколько атмосфер).
В баке делается 4 отверстия. Два для теплообменника. Одно для попадания в бак холодной воды (в нижней части бака) и одно для вывода горячей воды (в верхней части).
Размещаем в баке спиралевидный теплообменник (из меди или нержавеющей стали).
Проводим соединение коллектора и емкости-аккумулятора. Для этого можно использовать пластиковые или металлопластиковые трубы (для предотвращения тепло потерь, хорошо изолируем систему).
В верхней точке системы, присоединяем расширительный бачок (для регулирования давления в системе).
Мы надеемся, что наша статья была полезной для вас и поможет вам в построении солнечного водонагревателя своими руками.
Выбор модели солнечного водонагревателя напрямую связан от ежедневного расхода горячей воды. Модели пассивного солнечного нагревателя отличаются объемом накопительного бака от 80 до 200 л и площадью коллектора (количество вакуумных трубок от 15 до 24 шт). При необходимости использовать вариант более 200 литров, можно соединить солнечные нагреватели последовательно для набора нужного объема запаса горячей воды.
Чем отличаются солнечные батареи от коллекторов?
Ежедневно на землю падает огромное количество солнечного излучения большая часть которого не используется. Задача коллектора — «впитать» в себя определенную долю этого излучения и преобразовать его в пригодную для человеческих потребностей энергию.При этом важно отличать: солнечное излучение может быть преобразовано в 2 вида энергии – тепловую и электрическую.- Солнечные коллекторы применяются для получения тепла и нагрева воды. Они нагревают воду которая используется для ГВС и отопления здания.
- Солнечные батареи (они же фотоэлектрические модули) применяются для выработки электроэнергии. Они имеют совершенно другой принцип действия.Виды солнечных коллекторов
Какой должна у такого змеевика сама теплообменная поверхность? В случае со стальными радиаторами следует исходить из их размера, однако чтобы не утяжелять корпус, не устанавливается больше двух панелей. При других материалах все придется рассчитывать на месте.
Самодельные солнечные водонагреватели
Стремление к экологичному подходу в отоплении дома похвально – тем более что сделать подобную систему можно и своими руками. Рассмотрим интересные варианты практического воплощения подобных конструкций, и насколько эффективны самодельные солнечные водонагреватели.Простой солнечный водонагреватель
Простым решением будет установка на крыше дома одного (максимум двух) черных баков. К ним подсоединяется водопроводная домовая магистраль – значит, при хорошем солнце теплая вода будет потечет сразу в душевую комнату (летом в жару нагрев произойдет быстро).Еще один простой солнечный бойлер делают из мелкого, наполненного водой корыта, которое закрывается прозрачной крышкой. Сюда же в схему входят следующие водопроводные составляющие:
- труба, по которой подходит прохладная вода;
- труба для перелива;
- деталь вентиля;
- выпуск нагретой воды.
В обоих случаях есть существенные недочеты:
- Неэффективность простого бака при облаках.
- Корыто-нагреватель следует наполнять каждое утро, накрывая его. Когда солнце скрыто за облаками, следует оценить степень нагретой воды и слить её для дальнейшего использования.
- Плоское устройство наподобие корыта плохо тем, что его нужно держать горизонтально. Мы живем не в тропиках, а, значит, зимой солнце поднимается над горизонтом высоко, КПД этого устройства снизится.
Как собрать приемник тепла
Простейший солнечный водонагреватель можно сделать своими руками по схеме из таких составляющих:- аккумулирующий бак;
- подпиточная емкость;
- коллектор.
Специалисты советуют не устанавливать отдельный насос – вода должна циркулировать естественным путем. Но чтобы этого добиться, бак следует устанавливать выше теплоприемника, а подпиточную емкость – выше аккумулирующей. Еще одна дельная рекомендация — утепление резервуара с подогретой водой. Здесь подойдет любой материал в рулонах.Для функционирования в самостоятельном режиме (когда не приходится доливать и регулировать), лучше всего установить поплавковый клапан во втором баке. Этот элемент будет реагировать на снижающийся уровень воды. К его патрубку надо подвести водопроводную трубу. Что это даст? Когда в основном баке расходуется содержимое, в его нижнюю зону будет подаваться холодная вода.
Однако нельзя забывать про установку еще одного патрубка – вертикального: он будет выпускать воздух. Следовательно, и эту деталь следует поднять на большую высоту.
Как выбрать правильный материал
Есть разные варианты исходников, из которых можно сделать теплообменник. Среди них:- трубки из меди;
- черные полимерные трубы;
- секции плоских стальных радиаторов;
- трубы из алюминия;
- черный шланг из резины;
- теплообменник, оставшийся от старого холодильника.
Какой должна у такого змеевика сама теплообменная поверхность? В случае со стальными радиаторами следует исходить из их размера, однако чтобы не утяжелять корпус, не устанавливается больше двух панелей. При других материалах все придется рассчитывать на месте.Корпус можно сделать из фанеры и деревянных досок. На лицевой стороне стоит применить прочный и прозрачный поликарбонат, что будет выглядеть не хуже стеклянного. Сам же накопительный бак изготавливается из листового материала. А еще лучше будет приобрести готовую емкость. В качестве соединительных труб рекомендуется использовать полимерные (хорошо подойдут из металлопластика).
Особенности самодельных солнечных водонагревателей
Преимущества сделанного своими руками бойлера очевидны:- работа при полной нагрузке максимально возможный период;
- окупаемость первоначальных вложений на материалы;
- экономия топлива;
- изделие сразу готово к эксплуатации.
Однако все эти аспекты превратятся в положительные при соблюдении важных условий.
- Точная установка параметров устройства. Расчетная нагрузка должна приближаться к стандартному ежедневному потреблению.
- Чтобы обеспечить постоянную нагрузку на горячее водоснабжение, можно установить вспомогательный нагреватель. Его рекомендуется включать, если солнечный не обеспечивает нужную нагрузку. Этот элемент нужен для устранения разницы в температуре воды.
- Важно правильное распределение нагрузки, одни из параметров которой – регулирование скорости потока воды.
- Если воду планируется расходовать не сразу, то для бака нужна дополнительная теплоизоляция. Последний момент касается и облачных дней (толщину теплоизоляции стоит предусмотреть побольше).
- Покрытие теплоприемника должно повышать его поглощающую способность (самое простое можно сделать черной краской, в идеале лучше нанести селективное).
- Бак должен вмещать запас горячей воды на два дня.
- Идущие от коллектора трубы в бак должны быть минимальны по длине и хорошо изолированы для поддержки температурного напора.
- Подводящая холодную воду к коллектору труба должна быть расположена внизу бака. Нагретая вода, наоборот, поступает наверх. Выше отверстия для уходящей в систему горячей воды должно оставаться место для её запаса.
- Теперь об установке бака: если сделать это в здании, то существенно снизятся теплопотери. Даже если они и будут, то уйдут в домашнюю среду, а не в воздух. Здесь подойдет, к примеру, чердак. При установке системы на крышу актуально ориентировать коллектор на юг и наклонить под углом местной широты (это повысит эффективность работы на круглый год). Лучшим углом будет 60 градусов зимой и 30 градусов летом, на практике лучше сразу придать 45 градусов.
- Конструкция дома должна быть готовой выдержать нагрузку от полного бака.
- И еще один важный момент: как предотвратить замерзание системы при холодном климате? Можно использовать изолирующее съемное покрытие, установить устройство для слива воды или применять антифризный раствор в воде. Последний вариант получил популярность – только в этом случае его заливают в спиральный змеевик, через стенки которого и будет происходить теплообмен.
Одной из разновидностей солнечных водонагревателей, являются вакуумные солнечные водонагреватели. Они гораздо эффективнее чем обычные. Вакуумная среда внутри коллектора позволяет увеличить его эффективность на 80%.
Разновидности солнечных водонагревателей
Теперь поговорим о разновидностях солнечных водонагревателей. Они классифицируются по различным конструктивным особенностям.К примеру, по типу циркуляции теплоносителя различают следующие водонагреватели:- С естественной циркуляцией;
- С принудительной.
- Вакуумные. Теплоноситель находится в трубке, которая запаяна в вакуумной колбе. Эта колба выполнена из кварцевого стекла пропускающего солнечное тепло, а также ультрафиолет. Это очень эффективные конструкции, где потери тепла минимальны. Если в качестве теплоносителя используется вода, то нагрев происходит до кипения. Если там будет масло, то его можно разогреть до 200─300 градусов. Практически все вакуумные водонагреватели фабричные и стоят довольно дорого;
- Панельные. Конструкция самая простая. Коллектор выкрашен в чёрный цвет, помещён в корпус с теплоизоляцией и герметично закрыт стеклом, пластиком, поликарбонатом и т. п. Эффективность оставляет желать лучшего. Это объясняется тем, что жидкость теряет некоторую часть тепла при прохождении коллектор. Эти потери обычно весьма ощутимы. Панельные солнечные водонагреватели хорошо подходят для регионов, где высокая солнечная инсоляция.
Солнечный водонагреватель с замкнутым контуромКроме того, водонагреватели можно классифицировать по типу контура:
- Разомкнутый контур. Такая конструкция используется при организации подачи горячей воды в жилой дом. В роли теплоносителя выступает вода, которая после нагрева уже не попадает обратно в коллектор. Она расходуется на бытовые нужды;
- Один замкнутый контур. Применяется при отоплении жилого дома. В этом случае теплоноситель из водонагревателя подмешивается к другой жидкости (возможно, не вода), которая была нагрета в основном котле. В замкнутом контуре теплоноситель после нагрева проходит систему отопления и снова возвращается в коллектор;
- Два замкнутых контура. Такие водонагреватели являются универсальными и самыми эффективными. Такую систему можно использовать для выработки горячей воды или отопления круглый год. Нагревшись в коллекторе, теплоноситель идёт в теплообменник и передаёт тепло во второй контур. И уже теплоноситель в этом втором контуре расходуется в качестве горячей воды или для отопления дома.
- Пассивный. Абсорбция и накопление энергии происходят сами собой без всяких механизмов контроля. Подобные системы просты и не требуют серьёзных вложений. За это приходится расплачиваться неравномерной работой и скачками мощности. Примером может служить бак над летним душем, который выкрашен в чёрный цвет. Обычно так работают системы с одним контуром. Здесь приёмный бак должен находиться над коллектором;
- Активный. Здесь нет минусов пассивного водонагревателя. Здесь солнечная энергия преобразуется в тепловую и периодически передаётся в накопительную ёмкость, бойлер или напрямую потребителям. Стабильная работа достигается благодаря системе принудительной циркуляции. Эта схема работает в системах с одним и двумя контурами. В таких системах часто можно видеть насосы, панели, измерительные приборы и т. п.
Перед покупкой отопительного солнечного бойлера, очень важно уделять внимание емкости аккумулятора, ведь между ними есть и отличия конструктивного плана, и что сразу заметно во время работы прибора.