Солнечный водонагреватель: постройка установки своими руками. Солнечный водонагреватель своими руками.

Благодаря своим разнообразным увлечениям, я пишу на самые разные темы, но мои любимые — техника, технологии и строительство. Наверное, потому что я знаю много нюансов в этих областях не только теоретически, в результате учебы в техническом университете и аспирантуре, но и практически, так как стараюсь все делать своими руками.

Как сделать солнечный водонагреватель своими руками

Человечество активно сжигает нефть, газ, уголь, торф, дрова и другие виды топлива для обеспечения комфортной жизни, приготовления пищи и удовлетворения других потребностей. При этом мы загрязняем атмосферу и отравляем окружающую среду в наших собственных домах. Это порочный круг. Преодолеть его можно только с помощью альтернативных источников энергии, одним из которых является солнечный свет. Она поможет вам вырабатывать электричество, нагревать воздух или воду с помощью самодельных устройств.

Широкое использование солнечной энергии в настоящее время идет в двух направлениях: Выработка электроэнергии и прямой нагрев воды для бытовых и санитарных нужд. Накопленный опыт применения технических решений в этом направлении показывает, что они достаточно эффективны, что приводит к значительной экономии затрат на отопление и горячее водоснабжение.

Солнечные коллекторы можно использовать для отопления и горячего водоснабжения не только летом, но и круглый год.

Единовременные затраты на строительство позволяют в будущем регулярно получать бесплатное тепло и использовать его в соответствии с собственными предпочтениями.

Классификация солнечных водонагревателей

Устройства для использования солнечной энергии можно разделить на различные типы в соответствии с различными характеристиками. Это зависит, например, от способа циркуляции теплоносителя:

Блоки, использующие естественную циркуляцию. В этом случае нагретая вода, имеющая меньшую плотность, естественным образом поднимается через резервуар и поступает в накопительную емкость. Для предотвращения потери тепла аккумулятор должен быть изолирован теплоизоляционными рулонами. Характерной особенностью данного технического решения является вертикальное или наклонное расположение нагревательных змеевиков и необходимость расположения бака-аккумулятора выше уровня теплообменника.

Жидкость перемещается не с помощью насоса, а под действием различных плотностей.

Чтобы горячая вода не остывала, бак должен быть изолирован.

1. Вакуумные резервуары. Их конструкция состоит из стеклянной кварцевой лампы, внутри которой расположены элементы нагревательного устройства. Кварцевое стекло свободно от ультрафиолетового излучения, что позволяет нагревать воду до состояния пара, а если используется масло, то его температура может достигать 250-300 градусов. Из колбы откачивается воздух, что предотвращает рассеивание светового потока и повышает эффективность системы. Изготовить такой обогреватель в домашних условиях практически невозможно, а заводские изделия стоят довольно дорого. Однако, учитывая высокую эффективность этих устройств, с этой стоимостью можно смириться, поскольку они работают зимой, летом и в пасмурную погоду.

Какой солнечный водонагреватель лучше изготовить своими руками

Выбор конструкции и типа солнечного водонагревателя зависит от назначения устройства. Самый простой вариант — летний душ.

Строительство летнего душа

Для такой установки необходимо построить камеру. Можно использовать любой водонепроницаемый материал. Основное требование — простота использования и прочность рамы, так как бак будет установлен на крыше.

Цистерна грузовика может использоваться как резервуар. Он имеет идеальную форму, окрашен в черный цвет и снабжен заливным и сливным отверстием. Рядом с коллекторным баком устанавливается бак для холодной воды, который должен быть защищен от солнечного света. Единственное дополнительное оборудование — это миксер.

Черный бак используется в качестве резервуара для воды.

Он часто используется для подачи горячей воды в летний душ и летнюю кухню. Это зависит от места расположения летней кухни, поэтому важно соответствующим образом спланировать расположение кухни на открытом воздухе.

Летний душ с солнечным бойлером ручной работы безопасен и экономичен

Горячее водоснабжение дома

Горячая вода в дачном доме необходима в холодное время года, так как летний дом используется только для отдыха, остальные потребности удовлетворяются летней кухней, сезонным душем и бассейном, где можно легко установить солнечные водонагреватели.

В межсезонье и в более холодное время года использование солнечной энергии влечет за собой дополнительные расходы на изоляцию коллекторов и трубопроводов к ним.

Водяной коллектор может быть установлен с циркуляционным насосом, бойлером косвенного нагрева и устройством для контроля температуры и давления в системе. В изолированной первичной цепи трансформатора в качестве теплоносителя рекомендуется использовать минеральное масло, которое обладает большей теплоемкостью, чем вода, и более низкой температурой замерзания. Однако при использовании всех теплоносителей в систему должен быть встроен вспомогательный котел на случай сильных морозов. Для этой цели предпочтительнее использовать индукционный нагреватель, который можно легко настроить с помощью сварочного инвертора. Он может быть активирован автоматически, если это дом для отдыха без постоянного проживания. Индукционный котел не подлежит контролю со стороны технической службы.

Вода из бойлера косвенного нагрева может использоваться как для бытовых нужд, так и для отопления.

Для горячего водоснабжения и отопления в дачном доме предпочтительнее использовать двухконтурный коллектор.

Расчёт мощности солнечного коллектора

Согласно фактическим затратам, предполагается, что для удовлетворения потребностей одного человека в горячей воде требуется от двух до четырех киловатт тепловой энергии.

Например, рассчитаем мощность для реальных условий в Московском регионе.

1. Исходя из данных, приведенных в таблице о поступлении солнечной энергии в различных регионах России, площадь поглощения составит 2,35 м 2 .
2. Индекс солнечной радиации для Московского региона составляет 1173,7 киловатт в час на квадратный метр.
3. КПД коллектора составляет 0,67-0,8. Рекомендуется использовать первую схему, которая характерна для самодельных конструкций и устаревших моделей.
4. Угол наклона будет оптимальным значением для данной местности. В первом приближении она должна быть равна широте положения передатчика.

Величина солнечной радиации зависит от площади

Расчет площади поглощения солнечной энергии для трубы, учитывая, что приведенное значение соответствует коллектору с 15 ячейками. = 0,15 м 2. Следовательно, фактическое значение для 1 м 2 составляет: 1 / 0,15 = 6,67 (штук), т.е. коллекторный регистр данной площади состоит из 7 трубок.

Рассчитайте производство тепла на трубу, чтобы определить количество труб, необходимых для удовлетворения среднего спроса на энергию. Мощность, получаемая от нагревателя, исходя из потребления в день, рассчитывается по соотношению:

• N — мощность одной лампы,
• S — площадь поглощения трубки,
• I — значение солнечной радиации для Московского региона,
• K — эффективность при минимальном размере.

N = 0,15 * 1173,7 * 0,67 = 117,95 киловатт в час на квадратный метр.

Среднесуточное производство энергии (с учетом часов суток) в Московском регионе составляет 0,325 киловатт в час. А годовая экономия на квадратный метр составляет: 117,95 * 7 = 825,6 киловатт в час.

Таким образом, производство тепла солнечным коллектором площадью 2,35 квадратных метров достигает 8 киловатт в день. Вернемся к началу: Вы видите, что коллектор такой цены полностью покрывает потребности в горячей воде семьи из трех человек.

Описанный выше метод является весьма предварительным, но оказался достаточно надежным для определения основных параметров коллектора.

Емкость коллектора достаточна для семьи из трех человек.

Кроме того, котел должен быть подключен к дополнительному источнику отопления — это может быть газовый или электрический котел или твердотопливный теплогенератор.

Назначение гелиоколлектора, его достоинства и недостатки

Солнечный водонагреватель — это устройство, использующее энергию солнца для нагрева воды. Он используется для обогрева помещений, организации горячего водоснабжения, нагрева воды в бассейнах и т.д.

Солнечные коллекторы обеспечивают ваш дом горячей водой и отоплением

Необходимым условием для экологически чистого водонагревателя является то, что солнечные лучи достигают земли круглый год, даже если зимой и летом они имеют разную интенсивность. В средних широтах, например, суточное количество энергии в холодное время года составляет 1-3 кВтч на квадратный метр, а в период с марта по октябрь — от 4 до 8 кВтч/м2.

Как видите, эффективность системы зависит от региона, но даже в северной части нашей страны солнечный коллектор удовлетворит потребность в горячей воде — лишь бы на небе было поменьше облаков. В средней полосе и в южных регионах солнечная система может заменить котел и удовлетворить потребности системы отопления в зимний период. Конечно, речь идет о производительных водонагревателях на несколько десятков квадратных метров.

Солнечные панели могут помочь сэкономить деньги в семейном бюджете. Для самостоятельного строительства можно использовать следующие материалы: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Таблица: распределение солнечной энергии по регионам

Виды солнечных водонагревателей: выбор конструкции для самостоятельного изготовления

В зависимости от температуры, развиваемой солнечными нагревателями, различают

• Низкотемпературные агрегаты — для нагрева жидкостей до 50 °C,
• среднетемпературные солнечные коллекторы — повышение температуры воды на выходе до 80 °C,
• Высокотемпературные системы — нагрев теплоносителя до температуры кипения.

Солнечный водонагреватель первого или второго типа можно построить в домашних условиях. Чтобы построить высокотемпературный коллектор, необходимо промышленное оборудование, новые технологии и дорогостоящие материалы.

Существует три типа жидкостных солнечных коллекторов:

• Плоские пластинчатые нагреватели,
• вакуумные нагреватели,
• солнечные коллекторы.

Плоский пластинчатый коллектор представляет собой низкий изолированный ящик. Внутри установлены светопоглощающая пластина и трубчатый контур. Абсорбирующая пластина обладает повышенной теплопроводностью. Это приводит к максимальной передаче энергии теплоносителю, циркулирующему в отопительном контуре. Простота и эффективность плоских систем отражена в многочисленных конструкциях, разработанных мастерами.

Внутри плоского солнечного коллектора находится светопоглощающая пластина и трубчатый контур

Принцип работы солнечных вакуумных нагревателей основан на тепловом эффекте. В основе конструкции лежат десятки двойных стеклянных бутылок. Внешняя труба изготовлена из ударопрочного закаленного стекла, которое выдерживает град и ветер. Внутренняя трубка имеет специальное покрытие, которое увеличивает поглощение света. Воздух между элементами лампы удаляется для предотвращения потери тепла. В середине конструкции проходит медный нагревательный контур, заполненный легкокипящим теплоносителем (фреоном) — это нагрев солнечного вакуумного коллектора. В процессе технологическая жидкость испаряется и передает тепловую энергию рабочей жидкости в главном контуре. Поэтому антифриз расходуется чаще. Такая конструкция гарантирует, что система может работать при температуре д о-50 °C. Поскольку такую систему сложно построить в домашних условиях, существует лишь несколько самодельных вакуумных конструкций.

Солнечный вакуумный коллектор основан на нескольких двойных стеклянных бутылках

Солнечный коллектор основан на сферическом зеркале, которое может фокусировать солнечное излучение в одну точку. Жидкость нагревается в спиралевидном металлическом контуре, расположенном в центре устройства. Преимуществом солнечных концентраторов является их способность развивать высокие температуры, но необходимость в системе мониторинга солнечной активности снижает их популярность среди строителей домов.

Создание производительного солнечного концентратора в домашних условиях — непростая задача

Солнечные тепловые системы для домашнего использования лучше всего строить с использованием изоляционного материала, высокопрозрачного стекла и медных абсорбентов.

Устройство и принцип действия плоского гелиоколлектора

Самодельный солнечный концентратор состоит из плоской деревянной рамы (ящика) с глухой задней стенкой. Абсорбер, основной компонент устройства, расположен в нижней части. Обычно он состоит из металлической пластины, соединенной с трубчатым коллектором. Контакт между пластиной абсорбера и трубками теплообменника определяет эффективность передачи энергии, поэтому эти детали свариваются или склеиваются непрерывным швом.

Сам жидкостный контур состоит из ряда вертикально установленных труб. Они соединены сверху и снизу горизонтальными трубами увеличенного размера для подачи и отвода теплоносителя. Впуск и выпуск жидкости расположены по диагонали для обеспечения полного отвода тепла от компонентов теплообменника. В качестве теплоносителя используется антифриз для систем отопления или другие антифризы.

Абсорбер покрывается светопоглощающей краской, сверху укладывается стекло, а короб защищается теплоизоляционным слоем. Для упрощения проекта площадь остекления разделена на секции, а для повышения эффективности используется двойное остекление. Закрытая конструкция создает тепловой эффект на солнечный модуль и предотвращает потерю тепла из-за ветра, дождя и других внешних факторов.

Солнечный модуль работает следующим образом:

1. Незамерзшая жидкость, нагретая в солнечном коллекторе, поднимается по трубам и поступает в теплоаккумулирующий бак через сопло для отбора тепла.
2. Проходя через теплообменник в накопительном баке, антифриз отдает свое тепло воде.
3. Охлажденная рабочая среда поступает в солнечный контур снизу.
4. Нагретая в баке вода поднимается наверх и насосом подается в водонагреватель. Жидкость в накопительном баке пополняется через водопроводную трубу, подключенную к нижней части. Если солнечный коллектор функционирует как система отопления, то для циркуляции воды в замкнутом вторичном контуре используется циркуляционный насос.

Непрерывный поток теплоносителя и наличие теплового аккумулятора позволяют накапливать энергию, пока светит солнце, и использовать ее постепенно, даже когда солнце скрывается за горизонтом.

Соединение между солнечным коллектором и накопительным баком очень простое

Совет. Дно коробки можно сделать из пластиковой изоляции, покрытой алюминиевой фольгой. Металлический слой действует как поглотитель — дополнительная фольга не требуется.

Как сделать солнечный водонагреватель своими руками для дома

Причины, по которым стоит построить солнечный водонагреватель самостоятельно, — забота об окружающей среде и экономия энергии, ведь его можно использовать не только в загородном доме, но и дома летом. В этой статье мы собрали несколько вариантов радиаторов, выбирайте «свой» и приступайте к реализации идеи.

Принцип работы и устройство солнечного нагревателя

Солнце светит круглый год, и за эту энергию не берут денег. Как вы можете использовать это в своих интересах? Постройте котел для солнечных батарей. Эффективность его работы зависит от площади поверхности: Чем больше лучей достигнет земли, тем лучше будет нагреваться устройство. Если вы получаете устройства с завода, их мощность подходит даже для отопления.

Как изготавливаются промышленные солнечные водонагреватели? Они состоят из:

• Коллектор — емкость, через которую проходит нагретая вода.
• Кварцевые трубки с трубками внутри (в которых находится рабочее тело — вещество, превращающееся в пар). Именно кварц пропускает ультрафиолетовые лучи, обеспечивая оптимальный нагрев воды даже в пасмурную погоду. В трубках имеется вакуум, поэтому они прекрасно сохраняют тепло.
• Насос или другое средство для создания давления. Некоторые безнапорные модели работают по принципу конвекции.
• Система труб.
• Резервуар для хранения.

Принцип работы заводских вакуумных систем:

• Внутри труб находится рабочая жидкость. Под воздействием солнечного света он превращается в пар и поднимается вверх, нагревая резервуар с водой.
• Если водонагреватель представляет собой буферный бак, он подключается к котлу дома или квартиры через змеевик.

Плоская конструкция нагревателя:

• Он состоит из прямоугольного корпуса, задняя стенка которого покрыта изоляционным материалом.
• К корпусу прикреплена медная катушка. Он соединен с резервуаром.
• Вода циркулирует за счет конвекции или с помощью насоса.
• Пластина окрашена в черный цвет и защищена сверху стеклом.

Этот вариант дешевле вакуумного, но и имеет меньшую производительность, особенно в пасмурную погоду.

Разновидности солнечных нагревателей

Существуют и более простые устройства. Они делятся на два типа в зависимости от подачи воды:

• Активный Вода циркулирует в системе через насос, клапан или коллектор. Он может быть открытым или закрытым. Последние содержат внутри себя антифриз, который предотвращает замерзание воды даже при отрицательных температурах.

• Пассивные типы. Они имеют небольшую емкость и работают без давления.

Солнечные водонагреватели (SW) также выпускаются в виде проточных и накопительных устройств. Автономный котел можно использовать для летних душей, бассейнов, ванн и других нужд.

Как сделать работу своими руками

Как мы уже писали ранее, солнечный водонагреватель может быть построен из различных материалов и разными способами.

Из конденсатора холодильника

Это готовый абсорбент — поглотитель пара. Однако теплообменник также может быть изготовлен из следующих материалов:

• Медные трубы,
• трубы,
• полимер, алюминиевые трубы,
• пластиковые бутылки.

Давайте сосредоточимся на конденсаторе. Для изготовления батареи вам понадобятся:

• Деревянные планки или палочки. Вам нужно сделать корпус, в который помещается конденсатор.
• Вам нужно будет сделать корпус, в котором будет храниться батарея.
• Вам нужно будет сделать пластиковый лист для удержания конденсатора.
• Резиновые пластины большего размера, чем катушка.
• Трубопровод.
• Уплотнение.
• Теплоизоляция.

Снимите решетку с задней части старого радиатора. Его необходимо тщательно очистить и промыть, так как в нем находится большое количество хладагента. Используйте деревянные блоки, чтобы построить раму. Используйте резину в качестве основы. Положите на него теплоизоляцию и отражающую фольгу. Тщательно загерметизируйте все стыки.

Теперь установите конденсатор и закрепите его на месте. Накройте его стеклом. Вы можете закрепить конструкцию с помощью клейкой ленты. Сделайте отверстия для подачи воды. Саморезы или болты можно вкрутить в верхнюю и нижнюю часть стекла, так как печь будет установлена под наклоном.

Запустите воду и протестируйте продукт.

Нагреватель из труб

С помощью этого простого устройства можно быстро нагреть воду. Простое подключение означает, что площадь установки может быть сколь угодно большой. Его можно использовать для отопления и в бытовых целях.

• Поликарбонат, полиэтилен, полипропилен, металлические пластиковые трубы.
• Дерево для рамы (размеры зависят от места установки).
• Фанера.
• Углы.
• Адаптеры.
• Чайная связь.
• Впускной клапан и обратный клапан.
• Сливной кран.
• Листовой металл.
• Алюминиевый профиль.
• Правление.
• Вам нужно будет сделать корпус, в котором будет храниться батарея.
• Песок.
• Водонепроницаемость.
• Основание.

• Определите место установки — оно должно быть самым солнечным.
• Используйте песок и почву для уплотнения грунта. В качестве основания можно использовать тротуарную плитку.
• Постройте раму из брёвен и угловых палок. Поддержите спину палкой и прикрепите ее по длине к основанию. Прикрепите фанеру к передней части. Завершите корпус, прикрепив доски к отверстиям для стекла.
• Поместите стакан на тело.
• Прикрепите металлические листы к верхней части. Покрасьте поверхности черной краской.
• Разложите фитинги для труб и расположите их на расстоянии 40 мм друг от друга. Соберите конструкцию с помощью зажимов и соединителей.
• Просверлите два отверстия для подачи воды, вставьте тройники и выполните соединения. Проверьте систему на наличие утечек.

Всесезонная конструкция

Этот метод является наиболее технически сложным. Однако это позволяет отоплению работать как летом, так и зимой. В качестве теплоносителя в нем используются дренажные трубы.

Эвакуированный солнечный коллектор необходим для нагрева горячей воды для бытовых нужд круглый год и для отопления дачного дома. Он дороже, но более эффективен и надежен, чем коллектор с плоскими пластинами.

Как сделать солнечный водонагреватель

Солнце — мощный и бесконечный источник тепловой энергии для нашей планеты. Он предоставляется нам совершенно бесплатно, отсюда и идея использовать его для нужд человека. Кроме того, устройства, преобразующие солнечный свет в тепло, в наше время довольно дороги. Даже небольшая солнечная батарея заводского изготовления стоит больших денег. Но своими руками сделать самодельный солнечный водонагреватель может каждый, а как это сделать будет описано в данной статье.

Чтобы заняться этим бизнесом, сначала нужно понять, в чем заключается принцип работы солнечной энергии. Например, заводская установка может нагревать воду даже зимой, хотя и в гораздо меньших количествах, чем летом.

Устройство представляет собой батарею, состоящую из нескольких отдельных частей в виде стеклянных трубок. Внутри каждой трубки из кварцевого стекла находится другая, черного цвета, заполненная веществом, которое испаряется при низких температурах.

Воздух выпускается между трубками для предотвращения потери тепла изнутри и для предотвращения воздействия внешнего мира. Концы всех элементов открываются в горизонтальный коллектор, в который поступает нагреваемая вода. Такие вакуумные трубки для водонагревателей очень эффективно поглощают солнечное тепло и отдают его воде путем испарения/конденсации вещества (рабочего тела).

Система работает следующим образом:

• Под воздействием солнечных лучей рабочая среда превращается в пар и поднимается вверх в стеклянной колбе,
• При контакте с водой, протекающей через стенки, вещество передает им тепловую энергию и возвращается в жидкое агрегатное состояние,
• Под действием силы тяжести рабочее вещество стекает вниз, где цикл начинается заново,
• Как правило, солнечные кровельные нагреватели подключаются к дополнительному змеевику непрямого нагрева. Таким образом, тепло передается в отопительную сеть.

Примечание. Вакуумные трубки изготавливаются из кварцевого стекла, которое, в отличие от обычного стекла, пропускает волны в ультрафиолетовом диапазоне. Это позволяет поглощать солнечную энергию даже в пасмурную или холодную погоду.

Как вы легко можете себе представить, такую конструкцию невозможно построить в домашних условиях. Лучшим примером является безнапорный водонагреватель, который передает тепло напрямую, без вмешательства прибора. В прямоугольном корпусе с хорошо изолированной задней стенкой размещается медный змеевик и соединяется с накопительным баком. Вода циркулирует в контуре естественным образом и нагревается непосредственно солнцем, поэтому температура в накопительном баке повышается постепенно.

Выбор материалов

После того, как вы определились с концепцией будущего солнечного водонагревателя, можно приступать к выбору материалов для теплообменника. Существует множество различных материалов, из которых может быть изготовлен нагревательный контур:

• Медные трубы — идеальный вариант,
• медные трубы — идеально, медь — идеально, черные полимерные трубы,
• радиаторные профили из плоской стали,
• алюминиевые трубы.

Примечания. Мастера, которые уже давно реализуют эту идею в домашних условиях, используют в качестве нагревательного контура черный резиновый садовый шланг или теплообменник от старого холодильника.

Наиболее сложной частью является определение поверхности теплообмена регистра. Если вы выберете стальные радиаторы, вам не придется думать дважды. В любом случае, нельзя устанавливать более 2 панелей в одном корпусе, иначе конструкция будет слишком тяжелой. В остальных случаях солнечный котел, сделанный своими руками, должен быть рассчитан экспериментально. Солнечная активность различна в каждом регионе, а также играет роль расположение дома и его ориентация в местности. Поэтому трудно дать четкую рекомендацию по длине рулона конкретного материала, она должна определяться индивидуально.

Для изготовления радиатора можно использовать деревянные доски и фанерный щит, а вместо передней панели из стекла можно использовать простой материал, например, поликарбонат. Он настолько прозрачен и устойчив, что даже сильный град не может его повредить.

Поэтому водонагреватель из поликарбоната ничем не хуже стеклянного. Накопительный бак можно изготовить из листового металла или купить готовый пластиковый или стальной бак. Самый простой способ соединения труб — пластиковые трубы, например, металлопластиковые.

Рекомендации по изготовлению

Для тех, кто предпочитает простые решения, есть вариант, который был изобретен давным-давно нашими бабушками и дедушками. Один или несколько резервуаров с черной краской размещают на крыше дома или в отдельных душевых. Водонагреватель работает просто: при включении крана вертикальная труба проходит от бака к душевой кабине. Для наполнения резервуара подсоединяется шланг с водой. Летом вода нагревается в течение нескольких часов, когда светит солнце.

Простой бак на крыше не может сравниться по эффективности с солнечным коллектором, даже самостоятельно построенным. Поэтому после определения размеров коллектора необходимо изготовить корпус для размещения катушки. Желательно, чтобы он был сделан из дерева, так как оно не проводит тепло так хорошо, как металл. Перед установкой теплообменника заднюю стенку следует изолировать слоем пенополистирола. На рисунке показана общая схема солнечного водонагревателя с накопительным баком и баком подпитки:

Недостаточно собрать теплообменник своими руками, он также должен правильно функционировать в системе водоснабжения. Солнечная система нагрева воды, показанная на рисунке, состоит из буферного бака, питательного бака и самого коллектора. Вам не нужно устанавливать дополнительные насосы, вода должна циркулировать естественным образом. Убедитесь, что накопительный бак расположен немного выше теплового коллектора, а бак подпитки — немного выше буферного бака.

Бак для горячей воды следует изолировать — для этого подойдет любой рулонный материал. Для автоматической работы бака горячей воды во втором баке необходимо установить поплавковый клапан, который реагирует на падение уровня жидкости. К штуцеру клапана подсоединяется шланг из водопроводной сети. В процессе промывки холодная вода теперь подается в нижнюю зону основного бака. Не забудьте обеспечить вертикальное вентиляционное соединение на необходимой высоте.

Примечания. Мастера, которые уже давно реализуют эту идею в домашних условиях, используют в качестве нагревательного контура черный резиновый садовый шланг или теплообменник от старого холодильника.

Солнечный коллектор из шланга или гибкой трубы

Каждый, у кого есть частный дом с садом или дачей, конечно же, знает, что вода, оставшаяся в импровизированных трубах освещения после полива клумб, быстро нагревается. Это положительное качество труб или шлангов и используют народные умельцы, которые создают из них солнечные теплообменники. Следует отметить, что такой коллектор во много раз дешевле, чем купленный в магазине, но чтобы конструкция получилась удачной, нужно приложить некоторые усилия.

На крыше — целая батарея солнечных коллекторов

Солнечный коллектор может состоять из одной или нескольких секций, в которые вставлены и закреплены гибкие, спирально закрученные трубки.

«Спиральная спираль — это теплообменник.

Это самая простая конструкция и самая легкая в установке. Его основной недостаток заключается в том, что он практически не может использоваться без принудительной циркуляции, так как при слишком больших петлях труб гидравлическое сопротивление превышает напор, создаваемый разницей температур. Однако установка циркуляционного насоса не является трудноразрешимой задачей. И такая система, установленная в загородном доме, является большим подспорьем и быстро окупит себя, включая (очень низкую) стоимость эксплуатации насоса.

Такие коллекторы также используются для нагрева воды в плавательных бассейнах. Они подключаются к системе фильтрации, которая обязательно оснащается насосом. Благодаря циркуляции воды по трубам коллектора вода нагревается еще до того, как попадает в бассейн.

В некоторых случаях вся система солнечных коллекторов может быть установлена без установки накопительного бака. Это возможно, если горячая вода используется только в течение дня и в небольших количествах. Например, контур с 150 м трубы с внутренним диаметром 16 мм вмещает 30 литров воды. Если установить пять или шесть таких труб в качестве единой батареи, каждый член семьи сможет принимать душ несколько раз в день, и горячей воды будет достаточно для всего дома.

Если у кого-то есть сомнения в эффективности данного типа водонагревателя, рекомендуем посмотреть видеоролик с тестом трубчатого коллектора:

Видео: эффективность несложного солнечного коллектора

Материалы для изготовления

Чтобы сделать такой солнечный коллектор, необходимо подготовить определенные материалы. Не исключено, что некоторые из них можно найти в сарае или гараже.

• Резиновая трубка или гибкая черная пластиковая трубка диаметром 20 ÷ 25 мм является, по сути, основным элементом системы, в которой происходит теплообмен при циркуляции воды. Количество труб зависит от размера солнечного коллектора — оно может составлять 100 или 1000 метров. Черный цвет является предпочтительным, поскольку он лучше других поглощает тепло.

Усиливаем эффект с помощью пластиковых бутылок

Использование пластиковых бутылок повышает эффективность коллектора

На рисунке показан солнечный коллектор из гибких трубок, эффективность которого значительно повышается за счет использования имеющихся в продаже пластиковых бутылок. Где подвох? И в то же время их много:

• Бутылки действуют как прозрачная оболочка и не позволяют воздушным потокам уносить тепло в совершенно ненужном взаимном теплообмене. Более того, сами воздушные камеры становятся своего рода резервуаром тепла. Это и есть парниковый эффект, который активно используется в сельскохозяйственных технологиях.
• Круглая поверхность бутылки действует как линза, усиливая действие солнечных лучей.
• Если нижняя сторона бутылки выложена отражающей алюминиевой фольгой, лучи могут быть сфокусированы на области, где проходит трубка. Отопление от этого только выиграет.
• Есть еще один важный фактор. Прозрачная пластиковая поверхность в некоторой степени снижает вредное воздействие ультрафиолетовых лучей, которые не «любят» ни резина, ни пластик. Такая схема должна служить дольше.

Для создания такого солнечного коллектора вам понадобятся:

Очень простая коллекторная схема, подходящая для наружного применения.

1 — Резиновые, металлические или пластиковые трубы черного цвета в качестве теплообменника.

2 — Пластиковые бутылки, которые будут формировать кожух вокруг труб контура.

3 — Внутри бутылок, на половине, прилегающей к земле, можно поместить фольгу или другой светоотражающий материал. Отражающая часть должна быть обращена к солнцу.

4 — Собрать опору из столбов или металлических труб не составит труда.

5 — Накопительный бак для нагретой воды, который должен быть подключен к точке водоразбора — крану, душу и т.д. — должны быть подключены.

6 — резервуар для холодной воды, который можно подключить к системе водоснабжения.

Монтаж солнечного коллектора

Конструкция варианта, показанного на рисунке выше, выглядит следующим образом:

• Сначала устанавливается основание из металлической трубы или стержня. Если он сделан из дерева, его необходимо покрыть антисептической смесью, а если из металла, то обработать антикоррозийным средством. Длина должна быть рассчитана таким образом, чтобы между двумя перекладинами можно было разместить четное количество бутылок.
• К столбам на расстоянии, равном ширине бутылок, прикреплены горизонтальные планки, к которым можно сделать дополнительные крепления для катушки. Они также добавляют жесткость раме.
• Затем подготавливают соответствующее количество пластиковых бутылок и отрезают у них донышки так, чтобы бутылка с горлышком поместилась в отверстие.

Для предотвращения проникновения влаги и выхода тепла стыки и соединения компонентов на всех этапах обрабатываются силиконовым герметиком. Для защиты конструкции от дождя дерево покрывается специальным составом и окрашивается эмалью.

Видео: инструкция по сборке солнечного коллектора из алюминиевых банок

Владельцы солнечных батарей уверены: оценив их возможности, вы уже не захотите обходиться без них. Теперь вы можете оборудовать свой дом или коттедж недорогой и безопасной системой отопления.

Подписывайтесь на наш канал на Яндекс.Дзен

Воздухосборники, где энергия преобразуется за счет нагрева воздуха, который естественным образом поступает в помещение. Недостатком этого метода является его ограниченное применение в зависимости от сезона, так как летом эта функция не востребована.

Принцип работы солнечных нагревателей

Прежде чем приступить к строительству самодельной солнечной тепловой системы, следует рассмотреть возможность использования заводских солнечных коллекторов — воздушных и водяных. Первые используются для непосредственного обогрева зданий, вторые — в качестве водонагревателей или оттаявшего хладагента — антифриза.

Справка. Воздушные агрегаты не очень популярны из-за своей ограниченной функциональности. Солнечные водонагреватели становятся все более востребованными, поскольку они могут обеспечивать отопление и горячую воду, а также повышать температуру в открытых бассейнах.

Основным компонентом солнечной тепловой системы является сама солнечная панель, которая выпускается в 3 вариантах:

1. Плоский водонагреватель. Это закрытый ящик, который изолирован снизу. Внутри находится теплоотвод (абсорбер) из листового металла, на котором закреплена медная спираль. Сверху элемент закрыт прочным стеклом.
2. Структура коллектора воздушного отопления аналогична предыдущему варианту, за исключением того, что воздух циркулирует с помощью вентилятора вместо теплоносителя.
3. Конструкция вакуумного трубчатого коллектора принципиально отличается от плоских моделей. Устройство состоит из прочных стеклянных бутылок, в которых размещены медные трубки. Их концы соединяются с 2 подающими и обратными трубами, и воздух удаляется из бутылок.

Кроме того. Существует еще один тип вакуумных водонагревателей, в которых стеклянные бутылки герметично закрыты и заполнены специальным материалом, испаряющимся при низкой температуре. Во время испарения газ поглощает большое количество тепла, которое передается воде. В результате теплообмена вещество снова конденсируется и стекает на дно колбы, как показано на рисунке.

Конструкция вакуумной трубки для прямого нагрева (слева) и поршня, работающего за счет испарения/конденсации жидкости.

Вышеперечисленные типы коллекторов используют принцип прямой передачи солнечного тепла (также называемого солнечным излучением) в текущую жидкость или воздух. Плоский пластинчатый водонагреватель работает следующим образом:

1. Вода или антифриз протекает со скоростью 0,3-0,8 м/с через медный теплообменник, приводимый в движение циркуляционным насосом (хотя для наружных душей выпускаются и гравитационные модели).
2. Солнечные лучи нагревают поглощающую пластину и тесно связанную с ней трубку змеевика. Температура вытекающей охлаждающей жидкости повышается на 15-80 градусов в зависимости от сезона, времени суток и погоды на улице.
3. Для предотвращения потери тепла дно и боковые стенки шкафа изолированы пенополиуретаном или экструдированным пенополистиролом.
4. Прозрачное верхнее стекло имеет три функции: Он защищает селективное поглощающее покрытие, предотвращает задувание ветра в змеевик и создает герметичную полость, сохраняющую тепло.
5. Горячий теплоноситель поступает в теплообменник накопительного бака — буферного накопителя или непрямого нагрева.

Изготавливаем водяной коллектор

По понятным причинам в доме невозможно установить вакуумную систему отопления. Поэтому решением является плоская конструкция с теплообменником и абсорбером, собирающим солнечные лучи. В идеале необходимо рассчитать площадь абсорбера и температуру воды на выходе, которая зависит от многих факторов:

• жилой зоны и солнечной радиации,
• температура окружающей среды, особенно зимой,
• площадь поверхности теплообмена, поглощающей солнечное излучение,
• материал и покрытие катушки,
• температура теплоносителя на входе,
• угол наклона панели по отношению к солнечному излучению,
• скорость потока воды через трубы теплообменника.

В интернете нетрудно найти расчеты эффективности солнечных батарей, но будьте внимательны — эти расчеты крайне неточны.

Пример. Факт: 500-800 ватт солнечной энергии на 1 м² площади поверхности в ясный день. Используя школьную формулу m = Q / 1,163 x Δt, мы можем определить массу воды, нагретой до 40 °C теплообменником площадью 1 м²: 500 / 1,163 x 40 = 10,7 литров в час. При солнечном облучении 800 Вт/м² нагревается 17,2 литра в час. Но дьявол кроется в деталях: первоначальная цифра 0,5-0,8 кВт на квадратный метр — это очень приблизительная цифра.

Радиаторы из труб ПНД (слева) и змеевики из садовых труб, установленные в оконных рамах (справа).

Мы предлагаем упрощенный подход к предмету, описанный в пошаговых инструкциях:

1. Определите пространство и площадь, которую вы хотите выделить для коллектора.
2. Выберите подходящий вариант сборки катушки и корпуса, исходя из цен на материалы.
3. Постройте прототип и подключите его к отоплению или водоснабжению в соответствии с правильной системой. Мы покажем вам, как собрать его в следующих разделах этой статьи.
4. Протестируйте нагревательный контур дома и сделайте дальнейшие выводы об увеличении/уменьшении мощности, изменении конструкции и т.д.

Давайте теперь рассмотрим каждый шаг по отдельности, сосредоточившись на подводных камнях.

Размещение тепловой установки

На самом деле есть только два способа установить импровизированный коллектор: на крыше здания или на открытом пространстве в саду. При выборе места следует придерживаться простых правил:

1. Территория должна быть максимально освещена в течение дня и не заслоняться деревьями или другими зданиями.
2. Если вы устанавливаете систему на крыше, выберите более пологий склон, куда всегда будут попадать солнечные лучи. Крутой участок скатной крыши явно не подходит.
3. Не устанавливайте водонагреватель для отопления или горячей воды на большем расстоянии от дома. Это увеличит длину подводящих труб, теплопотери и затраты на установку.
4. Ориентируйте наземный коллектор так, чтобы солнце, которое визуально движется с востока на запад, постоянно освещало тепловой коллектор. Угол установки панели составляет 60±15°.

Примечание. Эффективность нагревательного элемента может быть увеличена за счет использования параболического солнечного концентратора, который собирает лучи в единый пучок, направленный на абсорбер. Конструкция и сборка вогнутого зеркала показана на видео.

Отопление воздушной гелиосистемой

Воздухонагреватель устанавливается аналогичным образом, за исключением того, что теплообменник выполнен из труб большего диаметра, а вентилятор служит в качестве вентилятора. Лучевой приемник изготовлен мастерами из следующих материалов.

• Алюминиевые канавки для вентиляции,
• пластиковые бутылки, которые вставляются друг в друга,
• пивные банки с отрезанным дном.

В банке просверливают два отверстия для воздушных трубок, а внутри банки помещают тонкую сетку, чтобы предотвратить проникновение насекомых. В одном из отверстий установлен вентилятор — компьютерный кулер, а область теплообмена окрашена в черный цвет. Подводящие трубопроводы изолируются и прокладываются в отапливаемое помещение. Алгоритм монтажа воздухосборника показан в видеоролике: