Содержание

Особенности гелиосистем

В продвинутых странах фактически в каждом доме можно повстречать солнечные батареи – их употребляют в качестве дополнительной системы нагрева воды и отопления. Гелиобатареи просто подключаются к основной системе, давая возможность сберегать на других ресурсах (таких как газ, уголь) до 60%.

Чтоб обеспечить нагрев воды от солнца своими руками установить гелиосистему можно, но лучше схожую доверить эту работу спецам. В большинстве случаев солнечные батареи устанавливают на крыше дома. Чтоб солнечные коллекторы для отопления были эффективны, нужно пристально просчитать угол наклона ската, угол падения солнечных лучей, количество ясных дней в году и почти все другое. Исходя из этого, выбирают месторасположение коллекторов, их количество и площадь.

нагреватель, солнце, рука

Водонагреватели на солнечных батареях работают последующим образом. Теплоноситель, подогретый солнцем, поступает в теплообменник, расположенный в накопительном баке. В большинстве случаев употребляют баки-аккумуляторы с 2-мя теплообменниками, изготовленными из меди (про «Устанавливаем термический аккумулятор своими руками»). Этот материал имеет неплохую теплопроводимость. Такая конструкция дает возможность использовать подогретую воду не только лишь в бытовых целях, да и для отопления (прочитайте: «Солнечное отопление дома своими руками — принцип изготовления»).

Благодаря естественной конвекции жгучая вода движется вверх, а прохладная поступает вниз. Интегрированный датчик регулирует температуру в устройстве и реагирует на ее изменение. Таким макаром, человеку фактически не надо держать под контролем работу гелиосистемы.

В облачные деньки, когда солнечных лучей недостаточно для нагрева, начинает работать основная система отопления. В горячие деньки, когда вода греется солнцем очень стремительно, расширительный бак воспринимает избыток теплоносителя. Более эффективен нагрев воды солнцем в странах с теплым климатом, где в году много ясных дней.

Глобальное внедрение энергии Солнца даст возможность значительно уменьшить расходы главных ресурсов-теплоносителей и сделать лучше экологическое состояние среды. Не считая того, это скажется на экономике государств с низкими припасами энергоресурсов.

На сегодня более всераспространены вакуумные трубчатые и пластинчатые солнечные коллекторы. Любой из их обладает определенными плюсами и недочетами. В то же время, спецы считают, что более действенный нагрев воды от солнца обеспечивают вакуумные батареи.

Солнечный водонагреватель своими руками — подробное

Более тривиальная область использования солнечной энергии– обогрев воды и воздуха. Энергия Солнца употребляется в нагревателях воды, воздуха, солнечных дистилляторах, зерносушилках и т.д. Главным элементом солнечной нагревательной системы является приёмник, в каком происходит поглощение солнечного излучения и передача энергии жидкости. Плоские приёмники собирают как прямое, так и диффузное излучение и могут работать в пасмурную погоду. Плоские приёмники являются желательными при нагревании жидкостей до температур ниже 100 0 С. Обыкновенные приёмники (рис. 5.1,а-д) содержат весь объём жидкости, которую нужно подогреть. Приёмники более сложной конструкции (рис.5.1. е-и) нагревают за определённое время только маленькое количество жидкости, которая потом скапливается в отдельном резервуаре, что позволяет снижать температуру системы в целом

а – открытый резервуар на поверхности Земли. Тепло просто уходит в Землю.

б – открытый резервуар, изолированный от Земли. Незапятнанная вода не является неплохим поглотителем, утраты тепла происходят вследствие испарения.

в – чёрный резервуар. Употребляется в Стране восходящего солнца для обогрева воды к вечерним ваннам;

характеризуется большенными потерями тепла, в особенности в ветреную погоду, и невыполнимостью скопления нагретой воды на ночь;

г — чёрный резервуар с изолированным от Земли дном. Утраты тепла происходят через верхнюю крышку, потому теплоотдачи всего в 2 раза ниже, чем в прошлом случае;

д — чёрный резервуар в контейнере со стеклянной крышкой. Внедрение полиэтиленовых крышек дешевле, но они стремительно разрушаются на Солнце;

е — металлическая пластина с трубками и заполненная водой плоская ёмкость. Стандартный промышленный приёмник; нагреваемая жидкость протекает сквозь приёмник и накапливается в специальном резервуаре. Заполненная водой пластина более эффективна, чем пластина с трубками;

ж — пластинчатый приёмник с двойным стеклянным покрытием. Жидкость может глбыть нагрета до 100 0 С; стекло, не содержащее железо, меньше поглощает, чем оконное стекло;

з — селективная поверхность, αε, радиационные потери ниже;

и — вакуумированный приёмник. Жидкость в чёрной внутренней трубке, стеклянная наружная трубка. Нет конвективных потерь через наружную поверхность.

5.1. Расчёт теплового баланса

Поток лучистой энергии, поглощаемой поверхностью приёмника, составляет:

где А0 — площадь освещённой поверхности;

αпг — коэффициент поглощения приёмной поверхности;

τпр — коэффициент пропускания прозрачного покрытия, защищающего приёмную поверхность от ветра (рис.5.1д).

G — плотность потока солнечного излучения, Вт/м 2.

В то же время возникает поток от приёмника. Скорость теплоотдачи равна:

где – ήзи — коэффициент захвата излучения (ήзи — о С;

с – удельная теплоёмкость жидкости, Дж/(кг К).

При нагревании проточной жидкости массой m′,

где Т1 — температура входящей в приёмник жидкости, Т2 – выходящей.

Солнечный водонагреватель безнапорный DUALEX-супер серии «Эконом» – одна из самых доступных моделей серии. Она выполнена с использованием передовых технологий в солнечной энергетике. В основе работы системы лежит преобразование солнечной энергии в тепловую, обеспечивая потребителей горячей водой с апреля по октябрь. Попадая на вакуумные трубки солнечного коллектора, солнечный свет поглощается с эффективностью до 98%, обеспечивая нагрев воды даже при рассеянном свете, в отсутствие прямых солнечных лучей. Холодная вода подается в бак под давлением воды в сетевой магистрали напрямую, либо через резервный бачок под действием сил тяжести. Внутренний бак водонагревателя выполнен из нержавеющей стали, наружный – из окрашенной стали. Надежность и простота эксплуатации, легкий монтаж и доступная цена среди аналогов.

Безнапорный солнечный водонагреватель DUALEX-супер серии “Эконом” состоит из специальных вакуумных трубок, схожих по конструкции с колбой термоса, внутреннего бака из нержавеющей стали и окрашенного внешнего бака для нагрева воды, рамы крепления конструкции и цифрового контроллера, который управляет работой системы, либо резервного бачка. Внутренний бак теплоизолирован пенополиуретаном толщиной 50 мм.

Нагревание воды солнечным излучением

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Нагреватель воды от солнца своими руками

Солнечные коллекторы – это отличный способ сэкономить энергоресурсы. Бесплатная солнечная энергия сможет как минимум 6-7 месяцев в году обеспечивать теплую воду для хозяйственных нужд. А в остальные месяцы – еще и помогать системе отопления.

Представленная ниже технология сборки солнечного нагревателя использовалась в проекте «Включи солнце. живи комфортно». Она была разработана специально для проекта немецкой компанией Solar Partner Sued, которая профессионально занимается продажей, монтажом и сервисом солнечных коллекторов и фотоэлектрических систем.

Главная идея – все должно получиться дешево и сердито. Для изготовления коллектора используются довольно простые и распространенные материалы, но его эффективность получается вполне приемлемого уровня. Она ниже, чем у фабричных моделей, но разница в цене полностью компенсирует этот недостаток.

Существуют различные типы солнечных водонагревателей, но все они основаны на простом принципе: темная поверхность «впитывает» солнечную энергию, потом это тепло передается теплоносителю (воде). Простейшие модели могут быть построены из доступных материалов и не требуют насосов или иного электрооборудования. Эффективный солнечный коллектор может использоваться даже в зимнее время благодаря применению незамерзающих жидкостей – антифризов.

READ  Как убрать накипь с Tubular Heater водонагревателя

Описанная система солнечного коллектора является пассивной и не зависит от электроэнергии. Она обходится без электрических приборов. Горячая жидкость перемещается между коллектором и баком по принципу конвекции, благодаря простому правилу: нагретая жидкость всегда поднимается вверх.

Принцип работы такого солнечного коллектора заключается в следующем:

  • Солнце нагревает жидкость в коллекторе
  • Нагретая жидкость поднимается по коллектору и трубе в бак-аккумулятор
  • Когда горячая жидкость поступает в теплообменник, установленный в бак с водой, тепло передается от теплообменника воде
  • Жидкость в теплообменнике, охлаждаясь, перемещается вниз по спирали и поступает из отверстия в нижней части бака обратно в коллектор
  • Вода, нагретая в баке, аккумулируется в верхней части бака
  • Холодная вода из водопроводной сети / резервуара поступает в нижнюю часть бака
  • Нагретая вода отбирается через выходное отверстие в верхней части бака.

Пока на коллектор светит солнце, жидкость в трубах абсорбера нагревается, перемещается в бак и таким образом постоянно циркулирует. Этот процесс обеспечивает нагрев воды в баке всего за несколько часов при интенсивном солнечном излучении.

Основной элемент коллектора отопления. абсорбер. Он состоит из металлического листа, приваренного к металлическим трубам. Несколько труб устанавливаются вертикально и привариваются к двум трубам большего диаметра, расположенных горизонтально. Эти толстые трубы для входа и выхода жидкости должны быть расположены параллельно друг другу. А входное отверстие для жидкости (нижняя часть абсорбера) и выходное отверстие (верхняя часть абсорбера) должны располагаться с разных сторон панели (диагонально). Для соединения в толстых трубах необходимо просверлить отверстия под диаметр вертикальных труб.

Для лучшей передачи тепла от металлической пластины к трубам очень важно обеспечить максимальный контакт пластины с трубами. Сварка должна быть вдоль всего элемента. Важно, чтобы металлический лист и трубы плотно прилегали друг к другу.

Абсорбер укладывается в деревянную раму и накрывается стеклом, которое защищает коллектор и создает внутри эффект теплицы. Используется обычное оконное стекло. Оптимальная толщина. 4 мм, при этом сохраняется хорошее соотношение надежности и веса. Желательно нужную площадь стекла разделять на несколько частей. Так удобнее и безопаснее работать с ним.

Использование нескольких слоев стекла или стеклопакета даст прирост эффективности, но увеличит вес конструкции и стоимость системы.

Солнечные лучи проходят через стекло и нагревают коллектор, а остекление предотвращает утечку тепла. Стекло также препятствует движению воздуха в абсорбере без него коллектор быстро терял бы тепло из-за ветра, дождя, снега или низких внешних температур.

Раму следует обработать антисептиком и краской для наружных работ.

В корпусе делаются сквозные отверстия для подачи холодной и отвода нагретой жидкости из коллектора.

Сам абсорбер красят жаростойким покрытием. Обычные черные краски при высоких температурах начинают шелушиться или испаряться, что приводит к потемнению стекла. Краска должна полностью высохнуть, прежде чем вы закрепите стеклянное покрытие (для предотвращения конденсации).

Под абсорбером закладывается утеплитель. Чаще всего используется минеральная вата. Главное, чтобы он выдерживал довольно высокие температуры в течение лета (иногда более 200 градусов).

Снизу раму закрывают OSB плитой, фанерой, досками и т.п. Основное требование к этому этапу. убедиться, что низ коллектора надежно защищен от попадания влаги внутрь.

Для закрепления стекла в раме делают пазы, или крепят планки по внутренней стороне рамы. При расчете размеров рамы следует учитывать, что при изменении погоды (температуры, влажности) в течение года ее конфигурация будет немного меняться. Поэтому на каждой стороне рамы оставляют несколько миллиметров запаса.

На паз или планку крепится резиновый оконный уплотнитель (D- или Е-образный). На него кладется стекло, на которое таким же образом наносится уплотнитель. Сверху это все закрепляется оцинкованной жестью. Таким образом, стекло надежно закреплено в раме, уплотнитель защищает абсорбер от холода и влаги, а именно стекло не повредится, когда деревянная рама будет «дышать».

Стыки между листами стекла изолируются уплотнителем или силиконом.

Чтобы организовать солнечное отопление дома понадобиться накопительный бак. Здесь хранится нагретая коллектором вода, поэтому стоит позаботиться о его термоизоляции.

  • неработающие электрические бойлеры
  • различные баллоны для газов
  • бочки для пищевого использования

Главное. помнить, что в герметичном баке будет создаваться давление в зависимости от давления водопроводной системы, к которой он будет подключен. Не каждая емкость способна выдерживать давление в несколько атмосфер.

8-мь типов (и их КПД) этих солнечных нагревателей

В баке делают отверстия для входа и выхода теплообменника, ввода холодной воды, и забора нагретой.

В баке размещается спиральный теплообменник. Для него используют медь, нержавеющую сталь или пластик. Нагретая через теплообменник вода будет подниматься вверх, поэтому его следует поместить в нижней части бака.

Коллектор соединяется с баком с помощью труб (например, металлопластиковых или пластиковых), проведенных от коллектора к баку через теплообменник и обратно в коллектор. Здесь очень важно предотвратить утечку тепла: путь от бака до потребителя должен быть максимально коротким, и трубы должны быть очень хорошо изолированными.

Расширительный бачок. это очень важный элемент системы. Он представляет собой открытый резервуар, расположенный в крайней верхней точке контура циркуляции жидкости. Для расширительного бачка можно использовать как металлическую, так и пластиковую емкость. С ее помощью контролируется давление в коллекторе (из-за того, что жидкость от нагрева расширяется, могут треснуть трубы). Для снижения потерь тепла бачок также необходимо изолировать. Если в системе присутствует воздух, то он также может выходить через бачок. Через расширительный бачок происходит также наполнения коллектора жидкостью.

Больше подробностей о создании дешевого солнечного коллектора, перечень необходимых материалов и правила установки нагревателя можно узнать, загрузив Практическое руководство по сооружению солнечных коллекторов для горячей воды.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

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).

Другие варианты передачи тепла

Понятно, что в вышеописанном случае никакой самодеятельности не проявишь. Однако есть и другой вариант безнапорного бойлера, работающего от солнца. Здесь передача тепла идет напрямую: медный змеевик помещается в прямоугольный корпус. Далее он подключается к баку-накопителю. Вода будет здесь циркулировать естественным способом и сразу нагреваться от лучей солнца, повышая теплоту и общего содержимого всей накопительной емкости. Труба змеевика прессуется в металлическую пластину, которая темного цвета. Она имеет дополнительную защиту от осадков при помощи прочного стекла.

Есть здесь и недостатки – такая конструкция будет хорошо работать только в безоблачную солнечную погоду.

Наконец, можно просто подключить солнечные батареи к обычному водонагревателю. Подобная конструкция оказывается очень дорогой в исполнении, но может работать круглый год.

Заводской вариант

Прежде, чем понять, как сделать солнечный водонагреватель своими руками, надо иметь представление о принципе функционирования подобного агрегата. Можно разобрать конструкцию по аналогу солнечного заводского водонагревателя.

  • По внешнему виду агрегат напоминает батарею, которая собрана из отдельных составляющих. Элементы в ней представлены трубками, сделанными из стекла кварца наподобие всем известных ламп. Именно этот материал способен пропустить ультрафиолетовые волны (чего не может обычное стекло). Эта способность позволяет преобразовывать солнечную энергию даже в несолнечное время года.
  • Внутри каждой из таких трубок спрятана другая – черного цвета с веществом (рабочим телом), которое будет испаряться при определенных температурных условиях.
  • Внутри трубок абсолютный вакуум – это позволяет избежать теплопотерь.
  • Концы каждого из таких деталей погружены в специальный коллектор, через который течет нагреваемая вода.
READ  Печь малютка из кирпича своими руками порядовка

Как действует солнечная энергия в приборе

Солнце – это очень мощный и, что главное, бесконечный источник энергии тепла. За его использование денег никто не берет, а потому стоит задуматься, как пустить такое преимущество себе во благо. Заводские налоги водонагревателей солнечного бойлера могут обойтись в немалую сумму. Если разобраться в принципе работы такого устройства, то можно сделать нечто подобное своими руками. Хотя на деле существует несколько примеров подобного прибора.

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.

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.

Как действует устройство

Функционирование всей этой задумки происходит по следующему алгоритму:

  • Солнечные лучи превращают рабочее тело в паровую субстанцию, которая поднимается в верхнюю часть колбы.
  • Поток воды будет нагреваться через стенку той тепловой энергией, которую отдаст ему рабочее тело.
  • Исполнив свою миссию, пар снова становится жидкостью и стекает вниз, где все благополучно повторяется.
  • Солнечный накопительный стандартный водонагреватель присоединен к змеевику, а тот ведет к бойлеру всей домашней отопительной системы.

Самодельные солнечные водонагреватели

Если вам удавалось побывать в южных странах, то, наверняка, вы часто замечали стоящие на крышах домов конструкции. Гиды объясняли, что это солнечные батареи для нагрева воды и отопления жилища. Как и за рубежом, так и у нас прогрессивное население ратует за альтернативные источники энергии. Водонагреватель, работающий от солнечной энергии – одно из таких удачных изобретений, которое способен полноценно функционировать даже зимой.

Из плоского радиатора системы отопления

Изготовление гелиоколлектора из стального радиатора не потребует даже монтажа абсорбирующей пластины. Достаточно покрыть устройство чёрной жаростойкой краской и смонтировать его в герметичный кожух. Производительности одной установки с лихвой хватит для системы горячего водоснабжения. Если же сделать несколько водонагревателей, то можно сэкономить на отоплении дома в холодную солнечную погоду. К слову, собранная из радиаторов гелиоустановка обогреет подсобные помещения, гараж или теплицу.

Стальной радиатор системы отопления послужит основой для постройки экологичного водонагревателя

Варианты самодельных солнечных установок

Особенностью солнечных водонагревателей, построенных своими руками, является то, что практически все устройства имеют одинаковую конструкцию теплоизолированного короба. Часто каркас собирается из пиломатериалов и покрывается минеральной ватой и теплоотражающей плёнкой. Что же касается абсорбера, то для его производства используют металлические и пластиковые трубы, а также готовые узлы от ненужного бытового оборудования.

Таблица: распределение солнечной энергии по регионам

Средняя дневная сумма солнечной радиации,кВтч/м 2
Мурманск Архангельск Санкт-Петербург Москва Новосибирск Улан-Удэ Хабаровск Ростов-на-Дону Сочи Находка
2,19 2,29 2,60 2,72 2,91 3,47 3,69 3,45 4,00 3,99
Средняя дневная сумма солнечной радиации в декабре, кВтч/м 2
0,05 0,17 0,33 0,62 0,97 1,29 1,00 1,25 2,04
Средняя дневная сумма солнечной радиации в июне, кВтч/м2
5,14 5,51 5,78 5,56 5,48 5,72 5,94 5,76 6,75 5,12

Гелиоколлекторы, построенные в домашних условиях, не идут ни в какое сравнение с устройствами заводского изготовления, но и самодельная солнечная установка сократит расходы на подогрев воды в бытовых целях и сэкономит электричество при подключении к стиральной и посудомоечной машине.

Достоинства солнечных водонагревателей:

  • относительно простая конструкция;
  • высокая надёжность;
  • эффективная эксплуатация независимо от времени года;
  • длительный срок службы;
  • возможность экономии газа и электроэнергии;
  • не требуется разрешение на установку оборудования;
  • небольшая масса;
  • простота монтажа;
  • полная автономность.

Что касается отрицательных моментов, то без них не обходится ни одна установка для получения альтернативной энергии. В нашем случае к минусам относятся:

  • высокая стоимость заводского оборудования;
  • зависимость КПД гелиоколлектора от времени года и географической широты;
  • подверженность градобитию;
  • дополнительные затраты на установку теплоаккумулирующей ёмкости;
  • зависимость энергетической эффективности прибора от облачности.

Заводской гелиоколлектор напоминает конструктор, с помощью которого можно быстро собрать установку требуемой производительности

Устройство и принцип действия плоского гелиоколлектора

Самодельный солнечный водонагреватель состоит из плоской деревянной рамы (короба) с глухой задней стенкой. На дне размещается главный элемент устройства — абсорбер. Чаще всего он изготавливается из металлического листа, присоединённого к трубчатому коллектору. От контакта пластины абсорбера с трубами теплообменника зависит эффективность передачи энергии, поэтому эти детали приваривают или припаивают непрерывным швом.

Сам жидкостной контур представляет собой массив из вертикально установленных трубок. В верхней и нижней части они присоединяются к горизонтальным трубам увеличенного диаметра, которые предназначаются для подачи и отбора теплоносителя. Входное и выходное отверстие для жидкости располагают диагонально — за счёт этого обеспечивается полный отъём тепла от элементов теплообменника. В качестве теплоносителя используется антифриз для систем отопления или другие незамерзающие растворы.

Абсорбер покрывается светопоглощающей краской, сверху кладут стекло, а короб защищают слоем теплоизоляции. Для упрощения задачи площадь остекления делят на части, а чтобы увеличить производительность, применяют стеклопакеты. Закрытая конструкция создаёт в гелиоколлекторе эффект термоса и одновременно предотвращает потери тепла из-за ветра, дождя и других внешних факторов.

Солнечный коллектор нагреватель воды своими руками Часть 1

Солнечный водонагреватель работает так:

  • Нагретая в гелиоколлекторе незамерзающая жидкость поднимается по трубкам и через ветку отбора теплоносителя попадает в теплоаккумулирующую ёмкость.
  • Перемещаясь по теплообменнику, установленному внутри бака-аккумулятора, антифриз отдаёт тепло воде.
  • Охлаждённая рабочая жидкость поступает в нижнюю часть контура солнечного водонагревателя.
  • Нагретая в баке вода поднимается и отбирается для нужд горячего водоснабжения. Пополнение жидкости в теплоаккумулирующей ёмкости происходит за счёт водопровода, подключённого к нижней части. Если же гелиоколлектор работает как нагреватель системы отопления, то для кругообращения воды в замкнутом вторичном контуре применяют циркуляционный насос.

Постоянное движение теплоносителя и наличие теплового аккумулятора позволяет накопить энергию за то время, пока светит солнце, и постепенно расходовать её даже тогда, когда светило скрывается за горизонтом.

Схема подключения солнечного коллектора к накопительной ёмкости не так сложна

Назначение гелиоколлектора, его достоинства и недостатки

Солнечный водонагреватель (жидкостной гелиоколлектор) — это устройство, которое с помощью энергии Солнца нагревает теплоноситель. Он применяется для отопления помещений, организации горячего водоснабжения, подогрева воды в бассейнах и т. д.

Солнечный коллектор обеспечит дом горячей водой и теплом

Предпосылками для использования экологичного водонагревателя является тот факт, что солнечное излучение падает на Землю круглый год, хоть и отличается интенсивностью зимой и летом. Так, для средних широт суточное количество энергии в холодное время года достигает 1–3 кВтч на 1 кв.м, тогда как в период с марта по октябрь эта величина варьируется от 4 до 8 кВтч/м 2. Если же говорить о южных регионах, то цифры можно смело увеличивать на 20–40%.

READ  Можно ли установить газовый котел в санузле

Как видно, эффективность работы установки зависит от региона, но даже на севере нашей страны гелиоколлектор обеспечит потребность в горячей воде — главное, чтобы на небе было поменьше туч. Если же говорить о средней полосе и южных областях, то работающая от Солнца установка сможет заменить бойлер и перекрыть потребности теплоносителя отопительной системы в зимнее время. Разумеется, речь идёт о производительных водонагревателях в несколько десятков квадратных метров.

Экономить средства из семейного бюджета поможет солнечная батарея. Изготовить её самостоятельно поможет следующий материал: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Солнечный нагреватель воды своими руками. Как нагреть воду на даче недорого с высоким КПД.

Изготовление солнечного водонагревателя с медным абсорбером

Предлагаемый к изготовлению гелиоколлектор в зимний солнечный день разогревает воду до температуры выше 90 °C, а в пасмурную погоду — до 40 °С. Этого хватит, чтобы обеспечить дом горячей водой. Если же вы хотите отапливать солнечной энергией жилище, то потребуется несколько таких установок.

Солнечная энергия идеально подходит для работы насоса для откачки воды. Нюансы изготовления подобного агрегата изложены здесь: https://aqua-rmnt.com/vodosnab/nasos/nasosy-montazh/samodelnyj-nasos-dlya-otkachki-vody.html

Из полипропиленовых или полиэтиленовых труб

Трубы из металлопластика, полиэтилена и полипропилена, а также фитинги и приспособления для их монтажа позволяют строить контуры гелиосистем любой площади и конфигурации. Такие установки обладают хорошей производительностью и используются для обогрева помещений и получения горячей воды на хозяйственные нужды (кухня, ванная и т. д.).

Достоинство гелиоколлектора из пластиковых труб — невысокая стоимость и простота монтажа

Инструкция по ходу работ

  • При помощи трубореза медную трубку нарезают на куски. Получатся 2 части Ø22 мм длиной 1,25 м и 10 элементов Ø10 мм длиной 2 м.
  • В толстых трубах делают отступ от края 150 мм и выполняют по 10 сверлений Ø10 мм через каждые 100 мм.
  • В полученные отверстия вставляют тонкие трубки так, чтобы они выступали внутрь не более чем на 1–2 мм. В противном случае в радиаторе будут появляться излишние гидравлические сопротивления.
  • Используя газовую горелку, термофен и припой, все части радиатора соединяют между собой.

Контур гелиоколлектора работает под давлением, поэтому особое внимание уделяют герметичности соединений

Для сборки радиатора можно использовать специальные фитинги, но в таком случае значительно увеличится стоимость гелиосистемы. Кроме того, разборные соединения не гарантируют герметичность конструкции при переменных термодинамических нагрузках.

Компрессор присоединяют при помощи штуцера

Если подходящую ёмкость для проверки коллектора найти не удалось, то можно собрать её своими руками. Для этого из подручных средств (обрезки пиломатериалов, кирпич и т. д.) делают короб или простейшее заграждение и застилают его полиэтиленовой плёнкой.

Пайка полотна абсорбера выполняется сплошным швом

Чернение меди — один из наиболее ответственных этапов изготовления абсорбера

В качестве жидкости для химического чернения можно использовать раствор едкого натра (60 г) и персульфата калия или надсернокислого аммония (16 г) в воде (1 л). Помните о том, что эти вещества представляют опасность для человека, а сам процесс окисления меди связан с выделением вредных газов. Поэтому обязательно применение защитных средств — респиратора, очков и резиновых перчаток, а сами работы лучше проводить на открытом воздухе или в хорошо вентилируемом помещении.

Отверстия необходимы для микровентиляции

При сборке корпуса обязательно используют строительный угольник, иначе конструкция может получиться кособокой

Лучше использовать минеральную вату с влагоотталкивающей пропиткой

Схема внутреннего «пирога» гелиоколлектора

Для герметичности используют обычный оконный уплотнитель

В собранном виде тощина гелиоколлектора составляет около 17 см

Чтобы предотвратить попадание влаги и утечку тепла, на всех этапах стыки и места сопряжений деталей обрабатывают силиконовым герметиком. Для защиты конструкции от осадков древесину покрывают специальным составом и окрашивают эмалью.

Шланг в бутылках

Быстрый и простой вариант СВ можно сделать при помощи шланга и обычных пластиковых бутылок.

Суть его в том, что на шланг «нанизываются» бутылки по всей длине (в донышках прорезаются отверстия строго по диаметру шланга).

Получившаяся змейка легко укладывается между волнами шиферной крыши.

Накопительного типа

Солнце нагревает воду в резервуаре. После нагрева до комфортной температуры, потребители получают сразу большой объём тёплой воды.

Солнечный нагреватель воды своими руками

Рассмотрим подробнее схему, как сделать два варианта солнечных водонагревателей для отопления дома своими руками.

  • В стороне, которая будет снизу, сверлится отверстие.
  • Устанавливается выходной патрубок.
  • На патрубке навинчивается запорный кран. Можно установить насадку – душ.
  • Прорезается отверстие в верхней стороне бака.
  • По размеру делается крышка любой конструкции. Лишь бы в воду не попадал мусор.
  • Снаружи бак окрашивается тёмной краской, подойдёт кузбасслак.

Если резервуар планируется подключать к водопроводу в доме, в нём делаются отверстия, в которые герметично врезаются трубы, подводящие холодную воду, и отводящие тёплую. Каждый отрезок водопровода снабжается запорной арматурой. В дальнейшем, такая система будет работать под контролем человека: открыть вентиль, чтобы наполнить бак, вовремя закрыть.

Бухты шлангов

Обычные садовые шланги скручиваются и закрепляются (при помощи проволоки, например).

Под шланги стелется тёмный материал (какой есть под рукой, желательно, чтобы он был матовый).

  • рубероид;
  • окрашенный пенопласт;
  • резина и т.д.

На один сезон, можно, конечно, и просто уложить бухты со шлангами (одну, две или три). Если же хочется сделать долгосрочный проект, изготавливают деревянную раму, дно которой выстилают тёмным материалом, а верх накрывают стеклом. Между шлангом и стеклом нужно оставить зазор не менее 12мм.

Для соединения шлангов и труб используют хомуты.

Подсчитать длину шланга довольно сложно, поскольку в подсчётах нужно учитывать множество нестабильных показателей, таких, как температура воздуха, количество солнечных дней в году и пр. Поэтому, прежде чем делать стационарную конструкцию, можно поэкспериментировать и на практике понять, сколько бухт Вам подойдёт.

Солнечный водонагреватель своими руками: устройство, типы, особенности обустройства своими руками

Есть масса причин, по которым стоит соорудить солнечный водонагреватель своими руками. Главное это то, что энергия – бесплатная!

Кто-то руководствуется заботой об экологии, а бывает, что дом расположен в местах, где централизованных источников энергии просто нет, а сделать солнечный нагреватель очень просто. Изобретено уже множество видов и модификаций от простейших до хитроумных. Выбирайте «свой»!

Проточного типа

Суть его в том, что вода пускается по длинной системе трубочек или шлангов, проходя по которым она успевает нагреваться от солнца.

Для самодельных моделей могут применяться самые простые материалы.

Типы солнечных водонагревателей

СВ можно разделить в зависимости от напора воды на:

В пассивных приборах вода льётся под действием гравитации, либо циркулирует благодаря конвекции. Напор, как правило, небольшой. Такие нагреватели проще сделать, и обходятся они дешевле, но и производительность у них невелика.

Активные же снабжены электронасосом, клапанами, контролерами.

Активные солнечные водонагреватели в свою очередь делятся на:

  • Нагреватели с открытым контуром.
  • Нагреватели с закрытым контуром (для них используется антифриз и можно эксплуатировать даже при минусовых показателях термометра).

Но основной параметр, по которому различают СВ – это:

  • Накопительного;
  • Или проточного типа.

Нагревательный бак

Простейший пример – бак, установленный над летним душем. Ёмкость бака – произвольная. Его красят в чёрный цвет. Снизу делается выходное отверстие с насадкой в виде душа. Сверху – отверстие для заполнения водой.

Вместо бака можно использовать бочку, трубу большого диаметра, пластиковый контейнер или сваренный куб из металла.

При некоторой доработке, такой бак, установленный на крыше, может снабжать тёплой водой дом.