Солнечный водонагреватель своими руками

Алан-э-Дейл       26.12.2022 г.

Содержание

Обустройство и подключение теплоаккумулятора

В бак, бочку или другую ёмкость, которую планируется использовать в качестве теплоаккумулятора, врезают резьбовые отводы. Одну точку подключения предусматривают снизу ёмкости, для подачи холодной воды. Врезку сгона для отбора нагретой жидкости устраивают в верхней части гидроаккумулятора. Далее ёмкость утепляют при помощи минеральной, базальтовой, каменной ваты, пенополистирола или другого теплоизоляционного материала. Лучше всего это сделать, установив бак в ящик подходящего размера и заполнив всё внутреннее пространство утеплителем. На 0.5-0.8м выше бака устанавливают аквакамеру с поплавковым клапаном для создания постоянного небольшого давления в системе.

Схема подключения солнечного водонагревателя

Для напорного трубопровода высокого давления от водопровода до аквакамеры используют ½” трубы. Низконапорный трубопровод лучше монтировать 1” трубами. При этом верхняя часть гидроаккумулятора соединяется с верхним патрубком коллектора, а нижняя, соответственно, с патрубком, расположенным снизу. На «верхней» магистрали устанавливают тройник для отвода горячей воды.

Теплоаккумулятор лучше всего установить на чердаке

После полного наполнения, из дренажного отверстия аквакамеры польется вода. Далее включают подачу воды из водопровода и наполняют бак.

При отборе части горячей воды, поплавок аквакамеры опустится и откроет клапан подачи. Необходимое количество холодной воды вновь поступит в нижнюю часть ёмкости, не смешиваясь с нагретой жидкостью. Установка бака на высоте обеспечит нормальное давление горячей воды.

Правильно смонтированный солнечный коллектор сможет полностью обеспечить общедомовые потребности в горячей воде, при этом не расходуя ни копейки из семейного бюджета.

Каким образом сделать солнечный коллектор самостоятельно? ↑

Основой действия солнечного коллектора является использование парникового эффекта

Считается, что разработка инженера из Болгарии С.Станилова – это самое универсальное устройство солнечного коллектора. Основой его действия является использование парникового эффекта. Трубчатый радиатор из стальных труб расположен в теплоизолированной коробке из древесного материала. Для подачи и отвода воды могут использоваться специальные водопроводные трубы. Их диаметр равен 1 либо ¾ дюйма.

Теплоизоляция коробки достигается за счет использования пенопласта, пенополистирола или минеральной ваты

Особое внимание уделяется изоляции дна: туда помимо прочего добавляют лист оцинкованного железа. На него и ставится сам радиатор, который крепится стальными хомутами. Затем вся коробка, кроме верха, покрывается белой краской, а металлический лист с радиатором покрывают чёрной матовой краской

Накопителем тепла может выступить обычная металлическая бочка, утепленная сухими опилками или песком

Затем вся коробка, кроме верха, покрывается белой краской, а металлический лист с радиатором покрывают чёрной матовой краской. Накопителем тепла может выступить обычная металлическая бочка, утепленная сухими опилками или песком.

Солнечный коллектор с абсорбером своими руками

Вода в предлагаемой конструкции в солнечный день нагреется до 90 и более градусов, а в пасмурный – до 40 градусов, но и этого будет достаточно, чтобы принять душ и помыть посуду.

Для такого водонагревателя потребуется:

  • лист меди толщиной не меньше 0,2 миллиметра (0,98 см на 2 метра);
  • медные трубки по 10 и 22 мм в диаметре и длиною 20 и 2,5 метра соответственно;
  • две резьбы и столько же заглушек, все 3 на 4;
  • листы OSB (толщина 10 мм).

Конструкция не получится без следующих материалов:

  • базальтовой ваты (толщина 50 мм);
  • утеплителя теплоотражающего (толщина 20 мм);
  • химических реактивов для абсорбера;
  • уплотнителя дверного или оконного (необходимо 6 м);
  • стеклопакета (0,98 см на 2,01 метра).

Кроме того, надо использовать краску, саморезы, флюс и др. Должен быть под рукой целый набор инструментов, так что нужно будет приготовить электродрель, труборез.

Ход работ следующий:

  • Труборезом разделяют медную трубу на две части по 1,25 метра диаметром 22 мм и 10 частей по два метра диаметром 10 мм.
  • Через 150 мм от края в больших трубах делают равномерно 10 отверстий по 10 мм.
  • Вставляются тонкие трубки и припаиваются к отверстиям.
  • К радиатору припаиваются парно заглушки и резьбы, работы выполняются по диагонали.
  • На выходе ставится заглушка, насаживается на выходную резьбу, а на входе с помощью штуцера присоединяют компрессор.
  • Радиатор проверяют на герметичность.
  • После сушки нужно обезжирить конструкцию и сплошным швом припаять к ней медный лист (абсорбент).
  • Чернение абсорбента можно произвести из раствора, куда входит 60 г едкого натрия, 16 г персульфата калия или надсернокислового аммония и 1 л воды.

  • Из листов OSB путем резки делают корпус. Днище вырезают 1 на 2 метра, боковушки по 0,16 на два метра, верхняя часть – 0,18 на 1 метр, нижняя – 0,17 на 1 метр. Придется повозиться и с опорными перегородками, нужны две штуки по 0,13 на 0,98 м.
  • Из рейки 20 на 30 мм делают 4 штуки по 1,94 метра и 2 штуки по 0,98 метра.
  • Делаются отверстия по 20 мм диаметром для входа и выхода патрубков (в боковых стенках), и 3-4 – для микровентиляции.
  • С помощью мебельного угольника и саморезов собирают корпус, вставляют внутренние перегородки. Нижняя панель опускается на 10 мм, она перекроется потом стеклом.
  • Далее следует процесс утепления днища и боков. Вначале это слой минеральной ваты (желательно с влагоотталкивающей пропиткой), затем идет рулонный теплоотражающий материал.
  • Устанавливают абсорбер, толщина гелиоколлектора должна быть 17 сантиметров.
  • Обшивка сооружения по внутреннему периметру деревянной рейкой 20 на 30 мм. От верхнего края отступают 1 см.
  • Обклейка по периметру уплотнительной резинкой.
  • Очередь стекла или стеклопакета, контур которого обклеивается оконным уплотнителем.
  • Алюминиевый уголок прижимает конструкцию со всех сторон. Он крепится саморезами, предварительно сверлят в него отверстия для саморезов.

Силиконовый герметик наносится на все стыковочные места. Чтобы древесину не портили осадки, ее обрабатывают спецсоставом и защищают эмалью.

Что можно сделать из старого нагревателя «Аристон»

«Счастливые» обладатели водонагревателей «Аристон», после многократной замены нагревательного элемента, решаются на покупку и установку устройства другой марки. Из старого же прибора получается отличный вариант дачного душа, вода для которого нагревается за счёт солнечной энергии. Для переделки устройства в водогрейный бак необходимо:

  1. Болгаркой распилить внешний корпус устройства и удалить его.
  2. Очистить внутренний бак от термоизоляции.
  3. Обезжирить поверхность.
  4. Окрасить бак в чёрный матовый цвет любой краской по металлу.
  5. Установить и подключить бак к летней душевой системе.

Монтаж бака должен быть осуществлён на высоте не менее 2,5 метров на открытом для солнечного света участке. Наиболее правильным будет установка водогрейного устройства непосредственно на крыше летнего душа. Ёмкость следует установить в вертикальном положении, а подключение воды необходимо произвести к сливному патрубку устройства, ведь, в отличие от электрической модели, в летнем душе слив воды будет осуществляться самотёком.

Этот вариант дачного душа является самым простым, при желании можно изготовить более сложную конструкцию устройства осуществляющего нагрев жидкости за счёт солнечной энергии.

Как собрать солнечный водонагреватель для дома 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. вату

важно 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 стекло

Все 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.

Солнечные водонагреватели с древности до современности

Есть много способов использования солнечной энергии. Одним из наиболее популярных методов, применяемых как в бытовых, так и в промышленных условиях, стали солнечные водонагреватели. Эти устройства используются веками, а с применением современных технологий получили новый виток популярности. С древних времен и до недавних пор воду, как и другие жидкости, при помощи солнца нагревали в открытых или закрытых емкостях темного цвета, что способствовало скорейшему подогреву.

Сейчас же, в электронный век, все чаще применяются более современные элементы, которые позволяют не только нагревать воду при помощи солнца, но и поддерживать заданную температуру теплоносителя. Они включают массу технических разработок, касающихся как используемых структурных элементов, так и способов управления. Их конструкция разнообразна и в большинстве своем зависит от целевого назначения прибора, а также применяемых технологий и материалов. Часть из них выпускается только промышленным способом, но другая часть может исполняться и в кустарных условиях.

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.

Солнечный водонагреватель в зависимости от внешней температуры может нагреть воду до 50 градусов. А этого более чем достаточно, чтобы помыть посуду или провести водные гигиенические процедуры. С учетом того, что на территории России в большинстве регионов солнце светит в среднем по полгода, на дачный сезон можно полностью быть обеспеченным горячей водой. Это хорошая альтернатива заводскому оборудованию.

Солнечный коллектор с абсорбером своими руками

Вода в предлагаемой конструкции в солнечный день нагреется до 90 и более градусов, а в пасмурный – до 40 градусов, но и этого будет достаточно, чтобы принять душ и помыть посуду.

Как просто и дешево сделать тротуарную плитку самому

Для такого водонагревателя потребуется:

  • лист меди толщиной не меньше 0,2 миллиметра (0,98 см на 2 метра);
  • медные трубки по 10 и 22 мм в диаметре и длиною 20 и 2,5 метра соответственно;
  • две резьбы и столько же заглушек, все 3 на 4;
  • листы OSB (толщина 10 мм).

Конструкция не получится без следующих материалов:

  • базальтовой ваты (толщина 50 мм);
  • утеплителя теплоотражающего (толщина 20 мм);
  • химических реактивов для абсорбера;
  • уплотнителя дверного или оконного (необходимо 6 м);
  • стеклопакета (0,98 см на 2,01 метра).

Кроме того, надо использовать краску, саморезы, флюс и др. Должен быть под рукой целый набор инструментов, так что нужно будет приготовить электродрель, труборез.

Ход работ следующий:

  • Труборезом разделяют медную трубу на две части по 1,25 метра диаметром 22 мм и 10 частей по два метра диаметром 10 мм.
  • Через 150 мм от края в больших трубах делают равномерно 10 отверстий по 10 мм.
  • Вставляются тонкие трубки и припаиваются к отверстиям.
  • К радиатору припаиваются парно заглушки и резьбы, работы выполняются по диагонали.
  • На выходе ставится заглушка, насаживается на выходную резьбу, а на входе с помощью штуцера присоединяют компрессор.
  • Радиатор проверяют на герметичность.
  • После сушки нужно обезжирить конструкцию и сплошным швом припаять к ней медный лист (абсорбент).
  • Чернение абсорбента можно произвести из раствора, куда входит 60 г едкого натрия, 16 г персульфата калия или надсернокислового аммония и 1 л воды.
  • Из листов OSB путем резки делают корпус. Днище вырезают 1 на 2 метра, боковушки по 0,16 на два метра, верхняя часть – 0,18 на 1 метр, нижняя – 0,17 на 1 метр. Придется повозиться и с опорными перегородками, нужны две штуки по 0,13 на 0,98 м.
  • Из рейки 20 на 30 мм делают 4 штуки по 1,94 метра и 2 штуки по 0,98 метра.
  • Делаются отверстия по 20 мм диаметром для входа и выхода патрубков (в боковых стенках), и 3-4 – для микровентиляции.
  • С помощью мебельного угольника и саморезов собирают корпус, вставляют внутренние перегородки. Нижняя панель опускается на 10 мм, она перекроется потом стеклом.
  • Далее следует процесс утепления днища и боков. Вначале это слой минеральной ваты (желательно с влагоотталкивающей пропиткой), затем идет рулонный теплоотражающий материал.
  • Устанавливают абсорбер, толщина гелиоколлектора должна быть 17 сантиметров.
  • Обшивка сооружения по внутреннему периметру деревянной рейкой 20 на 30 мм. От верхнего края отступают 1 см.
  • Обклейка по периметру уплотнительной резинкой.
  • Очередь стекла или стеклопакета, контур которого обклеивается оконным уплотнителем.
  • Алюминиевый уголок прижимает конструкцию со всех сторон. Он крепится саморезами, предварительно сверлят в него отверстия для саморезов.

Силиконовый герметик наносится на все стыковочные места. Чтобы древесину не портили осадки, ее обрабатывают спецсоставом и защищают эмалью.

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.

Крепление может быть и в виде связки из плотного шнура. Так же делают связку контура пластиковым хомутом.

Накопительная гелиосистема своими руками

При наличии необходимого оборудования, материалов вполне под силу сделать накопительный нагреватель воды самостоятельно. Как правило, такие устройства широко используются на дачах в летний период для обустройства летнего душа. При должной доработке их можно трансформировать до уровня полноценной гелиосистемы, обеспечивающей дом отоплением, горячим водоснабжением.

Материалы:

  • емкость большого объема, либо несколько поменьше. Главное, чтобы общий объем жидкости был достаточным для обеспечения нужд;
  • металлопластиковый трубопровод;
  • запорная арматура;
  • металлокаркас для монтажа системы.

Изготовление:

  1. В нижней части емкости просверливается отверстие строго по внешнему диаметру металлопластиковой (или любой другой) трубы.
  2. Бак соединяется с трубой, место соединения надежно герметизируется.
  3. Вверху прорезается проем для заполнения резервуара водой.
  4. Для контроля за наполнением можно установить датчик, либо простую поплавковую систему.
  5. Предусмотреть выход для воздуха, вытесняемого водой при нагревании.
  6. Окрасить баки черным цветом для быстрого прогревания воды.
  7. Сделать металлический каркас для крепления емкостей. Часто устройство размещают повыше, например, на кровле строения.
  8. Подвести трубопровод непосредственно к месту использования.

Данное устройство можно использовать для летного душа, в жаркую погоду будет довольно быстро прогревать воду до комфортной температуры.

Как и из чего сделать воздушный коллектор

Главное достоинство солнечных воздухонагревателей, в простоте конструкции. При желании можно сделать самодельное солнечное воздушное отопление частного дома, затратив на это минимум средств.

Для начала потребуется сделать расчеты производительности, затем подобрать тип конструкции и выбрать материалы для изготовления. Корпус и абсорберы можно изготовить из подручных средств, существенно сэкономив бюджет.

Как сделать расчёты коллектора

Вычисления выполняются следующим образом:

  • каждый м² от площади коллектора даст 1,5 кВт/час тепловой энергии, при условии, что будет солнечная погода;
  • для полноценного обогрева помещения требуется 1 кВт тепловой энергии на 10 м².

Приблизительный расчет мощности покажет, что для отопления жилого дома на 100 м² необходимо установить коллекторы общей площадью 7-8 м².

Для обеспечения максимальной производительности надо определить сторону дома с максимальной интенсивностью ультрафиолетового излучения. Практика показывает, что оптимальное место для установки — это скат кровли или южная стена здания.

Типы конструкции коллектора

Классификация осуществляется по различиям корпуса коллекторов. Заводской воздухонагреватель обычно имеет надувной каркас, с двумя съемными панелями. При необходимости модуль легко демонтируется, разбирается и переносится на другое место. Сделать своими руками конструкцию надувного типа навряд ли получится.

В домашних условиях выполняют сборку неразборного корпуса. Это деревянный ящик с абсорбером, радиатором и верхним прозрачным экраном. При изготовлении используют подручные средства: профнастил, алюминиевые пивные банки, обычное стекло.

Материалы для изготовления коллектора

Для изготовления модулей для нагрева жилого или хозяйственного здания потребуются несколько комплектующих:

  • Внешний блок — собирается из фанеры, ДСП и деревянных брусков. По внешнему виду напоминает обыкновенный коробок.
  • Дно — изготавливают из профнастила. Лист металла обрабатывают специальной черной краской с высоким коэффициентом светопоглащения. Абсорбирующую поверхность можно сделать из разрезанных алюминиевых банок. Дно обшивают изоляционным материалом, чтобы избежать тепловых потерь.
  • Ребра радиатора — используются для лучшей абсорбции тепла. При изготовлении используют тонкие листы алюминия, меди. Можно установить уже готовый радиатор из старого холодильника.
  • Крышка коллектора — делается из сотового поликарбоната, отличающегося хорошей светопропускной способностью и одновременно удерживающая тепло внутри коллектора. Чтобы сэкономить, в качестве покрытия можно использовать обычное стекло. Теплоэффективность при этом будет нижем чем у коллекторов, закрытых поликарбонатом.
  • Теплоизоляция корпуса — по периметру каркас обшивают пенополистиролом.

Для нагнетания воздуха в отапливаемые помещения устанавливают 2-4 вентилятора. Подойдут кулеры, снятые со старого компьютера.

Принцип обогрева и его эффективность

  • воздух закачивается с улицы в корпус коллектора принудительным способом;
  • внутри блока установлены абсорберы, отражающие тепло, поднимающие температуру внутри ящика до 70-80°С;
  • происходит нагрев воздуха;
  • разогретые воздушные массы принудительно нагнетаются в отапливаемые помещения.
  • газ до 315 м³;
  • дрова до 3,9 м³.
  • в здании одна из стен изготавливается из аккумулирующего материала;
  • перед панелью устанавливается стеклянная перегородка;
  • в течение дня тепло аккумулируется, после чего отдается в помещение ночью.

На КПД воздушного коллектора существенно влияет время года. Так, в декабре коэффициент полезного действия поддерживается на уровне 50%, в октябре и марте увеличивается до 75%.

Коллектор Станилова

Инженер Станислав Станилов представил миру самую универсальную конструкцию солнечного коллектора. Основной идеей использования разработанного им устройства является получение тепловой энергии за счет создания парникового эффекта внутри коллектора.

Конструкция коллектора

Конструкция этого коллектора очень проста. По сути, это солнечный коллектор из стальных труб, сваренных в радиатор, который помещён в деревянный контейнер, защищённый теплоизоляцией. В качестве теплоизоляционного материала могут выступать минеральная вата, пенопласт, понополистирол.

На дно коробки кладется оцинкованный металлический лист, на который монтируется радиатор. И лист, и радиатор окрашиваются в чёрный, а сама коробка покрывается белой краской. Разумеется, контейнер накрывается стеклянной крышкой, которая хорошо герметизируется.

Материалы и детали для изготовления

Для сооружения такого самодельного солнечного коллектора для отопления дома понадобится:

  • стекло, которые будет служить в качестве крышки. Размер его будет зависеть от габаритов короба. Для хорошей эффективности лучше подбирать стекло размером 1700 мм на 700 мм;
  • рама под стекло – её можно сварить самостоятельно из уголков или сколотить из деревянных планок;
  • доска для короба. Тут можно использовать любые доски, даже с разборки старой мебели или дощатого пола;
  • прокатный уголок;
  • соединительная муфта;
  • трубы для сборки радиатора;
  • хомуты для крепления радиатора;
  • лист оцинкованного железа;
  • приёмная и выпускная труба радиатора;
  • бак объемом 200−300 литров;
  • аквакамера;
  • теплоизоляция (листы пенопласта, пенополистирола, мин. вата, эковата).

Этапы работ

Этапы изготовления коллектора Станилова своими руками:

  1. Из досок сколачивается контейнер, дно которого укрепляется брусьями.
  2. На дно укладывается теплоизолятор. Основание должно быть особенно тщательно утеплено, чтобы избежать утечки тепла у теплообменника.
  3. После на дно короба устраивают оцинкованную пластину и устанавливают радиатор, который сваривается из труб, и закрепляют его стальными хомутами.
  4. Радиатор и лист под ним окрашиваются в черный цвет, а короб – в белый или серебристый.
  5. Бак с водой должен быть установлен под коллектором в теплом помещении. Между ёмкостью для воды и коллектором нужно устроить теплоизоляцию, чтобы трубы находились в тепле. Бак можно поместить в большую бочку, в которую можно засыпать керамзит, песок, опилки и т.д. и таким образом утеплить.
  6. Над баком нужно установить аквакамеру для того чтобы в сети создавалось давление.
  7. Монтаж солнечного коллектора своими руками нужно осуществлять на южной стороне кровли.
  8. После того как все элементы системы готовы и установлены, нужно соединить их в сеть полудюймовыми трубами, которые должны быть хорошо утеплены, дабы уменьшить теплопотери.
  9. Неплохо будет соорудить и контроллер для солнечного коллектора своими руками, так как заводские устройства эксплуатируются недолго.

Типы солнечных коллекторов

Солнечные нагреватели воды для отопления дома делятся на две группы: по методу нагрева и способу хранения источника тепла. В первом случае применяется встроенная емкость теплоаккумулятор. Во втором – осуществляется подключение к выносному накопительскому баку, устанавливаемому рядом с коллектором или внутри здания

При выборе отопительного солнечного бойлера нужно обратить внимание на вид емкость аккумуляторов солнечной тепловой энергии, так как отличия конструкции и оборудования сказываются на особенностях использования и технических свойствах

Коллекторы со встроенной емкостью

Моноблочные солнечные коллекторы созданы для работы весной и осенью. Зимой устройство выключают и сливают теплоноситель. Коллекторы со встроенной емкостью легче монтировать и обслужить. Для применения необходимо подсоединить солнечный водонагреватель к системе подаче горячей воды или точке водозабора. Вода нагревается следующим образом:

  • абсорбер ловит солнечные лучи;
  • полученная энергия попадает в змеевик, находящийся в встроенной емкости теплоаккумуляторе;
  • выполняется передача тепла от нагретого теплоносителя воде, которую потом используют для бытовых нужд.

Схема работы солнечного коллектора

В некоторых теплоносителях используется встроенный ТЭН, нужный тогда, если солнечный коллектор не смог снабдить нужным объемом горячей воды. Недогрев наблюдается в случае плохой и холодной погоды. Солнечный коллектор в нормальных условиях нагревает воду до 200 литров в день. Устройства со встроенной емкостью функционирует без давления с использованием естественной водоциркуляции.

Рекомендуем: Как установить солнечное отопление теплицы своими руками?

Термосифонные обогреватели солнечные монтируются в высшей точке ГВС для получения нужного напора воды при открытом кране водоснабжения. Емкости способны выдержать давление не больше 0,2 атм. После подогрева воды она самостоятельно стекает к месту водоразбора. Солнечный водонагреватель со встроенной емкостью имеет несколько преимуществ:

  • вода нагревается в солнечную погоду за 3 часа;
  • получение необходимости в ГВС от трех человек и больше, все зависит от площади абсорбирующей поверхности;
  • легкая установка;
  • низкая стоимость.

Метод термосифона активно применяется в ГВС с солнечными установками. Водонагреватель функционирует на естественной конвекции, когда подогретая жидкость передвигается вверх, а остывшая – вниз. Главным условием для термосифонной схемы ГВС является расположение чаши для воды выше коллектора.

Солнечные водонагреватели с выносной емкостью

Солнечный водонагреватель, который подключается к отдельной емкости теплонакопителя, относится к группе водонагревателей для использования круглый год. Подогрев воды осуществляется в любое время года при условии, что всегда будет светить солнца и температура воздуха не будет ниже -50 градусов. Для подогрева воды применяется наружный бойлер косвенного нагрева, который находится в удаленной местности от теплоносителя. В качестве последнего применяется антифриз. Подогрев ГВС коллектором с выносной емкостью выполняется следующим образом:

  • абсорбер накапливает тепло и передает водному теплоносителю;
  • под давление антифриз попадает в теплообменник емкости накопителя;
  • при движении через змеевик емкости теплоноситель греет воду.

Система отопления солнечной энергией

Для получения хорошей работы солнечный водонагреватель с выносной емкостью подсоединяется к насосной группе. Циркуляция теплоносителя выполняется вынужденно. Процесс и скорость подогрева и давление регулируются автоматической системой. Основным преимуществом таких установок является круглогодичное использование.

Единственным минусом является подсоединение дорогого оборудования, нужного для хорошей работы солнечной установки. Оборудование, функционирующее под давлением, имеет еще один недостаток: при отключении электричества насосы прекращают работать, что способствует перегреву теплоносителя и отрицательно отражается на работе гелиоколлектора.

Рекомендуем: Плюсы и минусы солнечных панелей для отопления дома

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.

В первом случае вода циркулирует благодаря своим физическим свойствам. При нагреве она увеличивается в объёме, плотность у неё снижается. В результате жидкость по трубкам поднимается вверх, а на её место поступает холодная вода. Для прохождения естественной циркуляции резервуар должен находиться сверху коллектора, а это не всегда удобно.

Во втором случае накопительный резервуар устанавливается в подвальном помещении, а принудительная циркуляция обеспечивается специальными насосами. При такой организации роль теплоносителя может выполнять масло. Оно очень хорошо справляется с этой функцией.

Водонагреватели можно классифицировать по конструкции коллектора:

  • 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 контуром

Кроме 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.

Теплоноситель также может быть различным. Чаще всего используются вода, антифриз, масло. Можно ещё подразделить водонагреватели по общему принципу работы на пассивные и активные системы.

  • 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.

Каким должен быть самодельный солнечный коллектор?

Из-за невысокой эффективности воздушных коллекторов домашние мастера отдают предпочтение водяным устройствам, которые бывают вакуумными или плоскими, с замкнутой или открытой системой теплообмена.

Плоский коллектор – довольно простой для самостоятельного изготовления прибор. Состоит из металлического корпуса прямоугольной формы, внутрь которого интегрирован теплоприемник, чаще всего в виде медного или алюминиевого трубчатого змеевика.

Для лучшего поглощения солнечных лучей (абсорбции) его покрывают селективной краской черного цвета. Снизу обязательно укладывается слой теплоизоляционного материала или резины, а сверху конструкция накрывается крышкой, для изготовления которой используется стекло или, например, поликарбонат, хотя возможно применение и других светопропускающих материалов.

Принцип работы плоского коллектора довольно простой: поглощенное тепло передается теплоносителю (в данном случае жидкости), циркулирующему по змеевику.

Прозрачная крышка выполняет одновременно несколько функций: защищает теплообменник от негативных природных явлений (осадков, ветра), а также грязи и пыли, при этом свободно пропускает солнечные лучи.

Герметичность конструкции исключает возможность попадания грязи под стекло на теплоприемник и не допускает выветривания накопленного тепла через естественные щели.

Наиболее эффективен данный вид коллекторов при эксплуатации в теплое или межсезонное время года, зимой его КПД значительно снижается.

Проблема потери тепла решена в вакуумном коллекторе. В нем трубки помещаются в светопрозрачные стеклянные колбы, из которых предварительно выкачивается воздух. Трубки в этой конструкции обязательно имеют абсорбционное покрытие и дополнительно заполняются хладагентом.

Непосредственно трубки соединяются своими концами с магистралью, по которой движется теплоноситель. Под воздействием солнечных лучей хладагент закипает и превращается в пар, который, по законам физики, поднимается вверх по трубке и при контакте с теплоносителем остужается, отдавая накопленное тепло.

Следует отметить: вакуумный солнечный коллектор в сравнении с плоскими более эффективен за счет того, что удельная теплота вещества в парообразном состоянии выше, чем в жидком.

Именно из-за такой особенности вакуумные коллекторы эффективны и в зимнее время, при минусовых температурах, хотя их КПД может несколько снизиться за счет уменьшения светового дня и увеличения пасмурности.

Вариантом вакуумного коллектора можно считать и конструкции, в которых трубки сразу заполняются теплоносителем. Но они обладают одним существенным недостатком – сложностью проведения ремонтных работ. В этом случае, если из строя вышла какая-либо из трубок, потребуется полная замена всей конструкции.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.