Солнечный водонагреватель своими руками для бассейна

Солнечный водонагреватель для бассейна - Строим баню или сауну

Источником альтернативной энергии являются гелиоколлекторы, прогревающие воду за счет солнечного света. Это дорогостоящее оборудование, но позволяет экономить до 60% электроэнергии не только летом, но и в зимний период. Существуют варианты, как сделать солнечный водонагреватель своими руками. Водонагревательные гелиосистемы используют в бытовых условиях для обеспечения дома горячей водой, отопления, подогрева воды в бассейне и т.д.

Солнечные водонагреватели для дома

Гелиосистема нагрева воды состоит из:

Коллектор. Представляет собой совокупность труб небольшого диаметра. Проходя по ним, вода успевает прогреться солнечным светом.

Электронасос, создающий давление воды в системе. Некоторые модели работают за счет естественных сил гравитации.
Система трубопроводов.
Накопительный бак для прогретой воды. Целесообразно устанавливать, когда велика вероятность частой смены погодных условий. Бак сохранит горячую воду на следующий (пасмурный) день Предусмотрен не во всех моделях. Кроме того, внутри накопительной емкости может устанавливаться электроТЭН, чтобы подогревать воду до нужной температуры в пасмурные дни. Даже в этом случае наблюдается значительная экономия электричества.

Типы водонагревательных систем:

1.По подаче воды:

активные – вода подается электронасосом;
пассивные – подается естественным путем.

2.Структура контура (у активных модификаций):

с открытым контуром, в котором непосредственно циркулирует жидкость, использующаяся для горячего водоснабжения;
с закрытым контуром (заполняются антифризом, другой жидкостью, позволяющей использовать водонагреватель при минусовой температуре. Циркулирует внутри змеевика, прогревая жидкость внутри накопительного резервуара).

3.Способ прогревания воды:

накопительные (вода прогревается в емкости);
проточные (течет по протяженной системе труб теплообменника, прогреваясь солнечным теплом).

Накопительный водонагреватель

Отличительная особенность – наличие накопительной емкости, где вода прогревается теплообменником, который может быть заполнен антифризом, так как это вещество не замерзает при минусовой температуре.

Вещество постоянно циркулирует по гелиосистеме. Наружный контур сооружен довольно протяженным, чтобы жидкость успевала прогреться, проходя через него. Нагретое вещество поступает во второй контур, расположенный внутри накопительного бака, отдает тепло воде, затем, охлажденное, возвращается обратно. При помощи такой циркуляции постоянно прогревается вода для отопления, системы горячего водоснабжения.

Объем резервуара варьируется в зависимости от нужд, требований. Также внутри бака может располагаться дополнительный электроТЭН, либо второй прогревающий контур (от электро-, газоснабжения). Предназначен для вспомогательного подключения в случаях, когда солнечного света недостаточно для отопления дома, прогрева воды до нужной температуры.

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.

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

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

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

Проточный нагреватель воды

Представляет собой гелиосистему, внутри которой вода циркулирует по открытому контуру. Прогревается солнечной энергией, пока проходит через теплообменник. Внутри алюминиевой рамы располагается медный контур. Снизу он теплоизолирован, сверху покрыт светопоглощающим материалом. Покрывается закаленным стеклом с большим светопропускным показателем.

Конструкция размещается под наклоном 35-45⁰ для максимального поглощения световой энергии. В зимнее время в наших широтах наклон рекомендуется устанавливать в 60⁰.

Может оснащаться аккумулирующим баком, в котором накапливается горячая вода. Это будет актуально при смене погоды на более облачную, когда закрыт доступ к солнечному свету. Гелиосистему проточного типа можно сделать самостоятельно.

Как сделать самостоятельно проточный гелиоколлектор

Рассмотрим несколько вариантов самостоятельного изготовления солнечного водонагревателя проточного типа.

резиновый садовый шланг;
деревянный каркас;
утеплитель;
теплопоглощающий материал;
стекло.

Бухта шланга скручивается по спирали, закрепляется в таком положении.
Под необходимое количество таких теплообменников изготавливается деревянный каркас.
Дно устилается утеплителем (пенопласт, минвата).
Сверху покрывается темным материалом, он должен быть матовым, так как глянцевый или зеркальный будет отражать солнечные лучи.
На темную поверхность укладываются бухты шлангов, закрепляются. Их также желательно окрасить в черный цвет.
Внутри рамы просверливаются отверстия по диаметру шлангов для входов/выходов горячей/холодной воды.
Сверху на деревянное основание укладывается стекло, закрепляется герметиком.
Система подключается к водопроводу.

Также вместо резинового шланга может использоваться контур из медных труб, радиатор охладительной техники и т.д. Принцип конструкции остается прежний.

Водонагреватель для бассейна

Водонагревательную гелиосистему можно использовать для обогрева воды в бассейне. Несмотря на то, что он зачастую находится под открытым небом, вода в нем прогревается до комфортной температуры только в особенно жаркие дни. В остальное время прогреть бассейн поможет солнечный коллектор, подключенный к системе водоснабжения бассейна. Также данный вариант подходит для обогрева закрытых плавательных сооружений.

Гелиоустановка может быть собранной на производстве либо вручную. К тому же ее можно использовать зимой в ясную погоду.

Схема сборки водонагревателя для бассейна такая же, как и приведенная выше. Отличие – более крупные размеры. Для установки устройства рекомендуется подготовить специальную площадку, выложенную тротуарной плиткой, либо забетонированную. Она придаст большую устойчивость большой конструкции.

Готовый водонагреватель устанавливается на площадку. Патрубок для холодной воды опускается на дно бассейна с одной стороны. Выход для прогретой воды размещается на противоположной стороне. Электронасос подключается к системе для принудительной циркуляции жидкости. Также можно установить обратный клапан, дополнительные краны, патрубок для стравливания пара.

Во время использования бассейна гелиоустановку следует отключать для обеспечения безопасности. Средняя температура воды составит 30⁰ С, температура на выходе из коллектора – 75⁰ С.

Преимущества и недостатки

Преимущества водонагревательной гелиосистемы своими руками:

Невысокая стоимость.
Возможность собрать конструкцию самостоятельно.
Использование бесплатной солнечной энергии.
Экономия электроэнергии в теплое время года до 60%.
Подогрев воды, отопление дома на местности, где не подведены коммуникации.
При правильной организации возможно круглогодичное использование.

Зависимость от погодных условий.
Невозможность функционировать в межсезонье.
При установке в местности со сменным климатом рекомендуется дополнительный источник подогрева.
Невысокая производительная мощность.
Оборудование места для установки.
Для принудительной циркуляции жидкости в системе необходим электронасос, что приводит к дополнительным затратам.

Как источник альтернативной энергии водонагревательная гелиосистема значительно экономит расходы на электроэнергию, газоснабжение, покупку жидкого, твердого топлива и т.д. Подобную установку можно сделать самостоятельно при необходимом наборе материалов, инструментов. Это значительно сократит потребление других энергоресурсов, за которые приходится платить.

Гелиоустановка также эффективна в холодное время года, если соблюдать правила монтажа. В ясную погоду она будет так же накапливать солнечное тепло, прогревая воду. Главное, качественно утеплить трубопровод, накопительную емкость.

Солнечный водонагреватель своими руками Для экономии электроэнергии можно своими руками сделать солнечный коллектор. Такой водонагреватель способен отапливать дом, подавать горячую воду

Источник: foundmaster.ru

Солнечный водонагреватель – это техническое устройство служащее для нагрева воды используя для этого солнечную энергию в видимом и инфракрасном диапазонах.

Принцип действия

Солнечный водонагреватель – это вид солнечного коллектора, с той лишь разницей, что вода в водонагревателе используется по прямому назначению, а не служит теплоносителем для систем теплоснабжения.

Принцип работы солнечного водонагревателя основан на поглощении энергии солнечных лучей и передачи ее воде для дальнейшего использования.

Виды устройств

Солнечные водонагреватели различаются по:

Способу нагрева воды:
Прямого нагрева – в этом случае используется одноконтурная схема.

Водонагреватель (1) соединен с баком накопителем (2) посредством труб, по которым путем естественной циркуляции движется вода. Осуществляется подпитка системы холодной водой по мере расходования подогретой;

Косвенного нагрева – используется двухконтурная система.

При этом способе нагрева в системе водонагревателя циркулирует хладагент, а в баке накопителе установлен конденсатор (3), на котором жидкость, циркулирующая в замкнутом контуре нагревателя, передает полученную энергию воде. Вода, в свою очередь, циркулирует в контуре потребителя.

Способу обеспечения циркуляции воды:
Естественная – когда движение воды происходит из-за разности температуры в водонагревателе и у потребителя;
Принудительная – осуществляется путем установки циркуляционного насоса.
По конструкции:

В этом случае установка состоит из несущего, с устройством теплоизоляции, каркаса и устройства для поглощения солнечной энергии (абсорбера). В качестве абсорбера используются медные трубки, с наружной стороны каркас закрывается стеклом. Данный тип конструкции наиболее распространен, по сравнению с прочими.

К достоинствам данной конструкции относятся:

Возможность применения для различных видов систем;
Надежность устройств;
Высокая эффективность устройств;
Неприхотливость к условиям эксплуатации;
Длительный срок эксплуатации.

Недостатками являются:

Низкий КПД установок;
В случае повреждения требуется полная замена.

Основой данной конструкции служит вакуумная труба состоящая из двух трубок различного диаметра, помещенных одна в другую с вакуумным зазором между ними. Несколько трубок помещаются в единый корпус, а их верхние части помещаются в единый блок, по которому циркулирует вода из внешнего источника.

Солнечные лучи попадают на наружные трубки, которые являются абсорбером. В медных трубках, меньшего диаметра, нагревается специальная жидкость, которая нагреваясь начинает испаряться. Пар поднимается вверх, где передает свою энергию циркулирующей воде, после чего конденсируется и стекает вниз.

К достоинствам данной конструкции относятся:

Возможность круглогодичного использования;
Высокий КПД устройств;
Универсальность использования.

Недостатками являются:

Срок эксплуатации непродолжителен, по сравнению с аналогами;
Подверженность разрушения под воздействием внешних факторов;
Большие габаритные размеры и масса устройств;
Нельзя эксплуатировать в регионах с отрицательными температурами наружного воздуха.

Средние цены

В связи с тем, что все большее количество жителей нашей планеты пытаются использовать в повседневной жизни альтернативные источники энергии для получения тепла, электричества и горячего водоснабжения, поэтому и предлагаемый ассортимент товаров достаточно широк.

Солнечные водонагреватели выпускают предприятия в нашей стране и за ее пределами. На стоимость установки влияет страна и фирма производитель, конструкция (плоский или вакуумный) водонагревателя, комплект поставки и регион приобретения.

Наиболее дешевый вариант обойдется покупателю в 1500,00 рублей, за эти деньги можно приобрести «Солнечный водонагреватель для бассейна» компании «Интекс» (Китай) со следующими техническими характеристиками: размер полотна водонагревателя — 1200 х 1200 мм, предназначен для использования с фильтр-насосами производительностью не более 9500 л/час, вес — 3.7 кг.

Солнечный водонагреватель «ДАЧА-ЛЮКС» (Россия) объемом 125,0 литров обойдется покупателю в 28850,00 рублей. В комплект поставки данного устройства входит: бак накопитель, комплект вакуумных трубок (15 штук), контроллер. Поглощающая площадь составляет — 2,35 м 2 .

Немецкую установку для горячего водоснабжения «АuroSTEP plus» можно приобрести за цену от 190000,00 до 450000,00 рублей, в зависимости от комплектации. За эти деньги покупатель приобретает: систему горячего водоснабжения исключающую возможность закипания (конструкции Drain-back), водонагреватель ёмкостью 150 – 350 л. и 1 – 3 солнечных коллектора.

Установка оборудована регулятором управления и дополнительным электрическим нагревателем.

Как видно из приведенных выше цифр, разброс стоимости очень велик, поэтому каждый потенциальный приобретатель может выбрать устройство в соответствии с предъявляемым к нему требованиям.

Какой выбрать для бассейна?

В системах подогрева воды в бассейне можно использовать любой из видов и конструкций солнечных водонагревателей.

Для перемешивания воды в бассейне и нормальной циркуляции воды, следует установить в систему циркуляционный насос, это повысит КПД установки, а для потребителя создаст более комфортные условия использования бассейна.

В систему можно включить накопительную емкость, а можно смонтировать контур и без нее, в этом случае накопителем будет служить сам бассейн.

Критериями выбора водонагревателя для бассейна являются:

Месторасположения водонагревателя, его пространственная ориентация;
Вид водонагревателя (стоимость устройства);
Расположение бассейна (на открытом воздухе, в помещении);
Объем бассейна (геометрические размеры и глубина);
Активность использования бассейна (периодичность и количество человек);
Период использования (круглогодично, сезонно, периодически);
Требуемый температурный режим воды в бассейне;
Система водоснабжения бассейна (вид контура, пропускная способность и прочие технические характеристики).

Работа системы подогрева воды для бассейнов работает по следующей схеме: датчик температуры установленный в бассейне определяет заданные параметры воды. При температуре ниже заложенной потребителем, по сигналу датчика включается циркуляционный насос и вода из бассейна поступает в теплообменник нагревателя, где ее температура повышается. Когда вода в бассейне достигает нужной температуры, контроллер отключает циркуляционный насос и нагрев прекращается. Если солнечный водонагреватель остывает, то клапаны перекрываются, вода в теплообменник не поступает.

Очень важно правильно расположить устройство, т. к. это отразится на эффективности его работы. При работе водонагревателя возможны потери тепловой энергии, которые происходят при:

Испарении воды на всех участках системы;
Пользовании бассейном потребителями (купании пользователей);
Выполнении профилактических работ и ремонте устройств системы;
В связи с теплопроводностью ограждающих конструкций бассейна и разностью температуры воды, конструкций и окружающего воздуха.

Опираясь на критерии выбора устройства, условия эксплуатации и учитывая вероятные потери при работе водонагревателя, можно выбрать модель из различных ценовых групп, фирм производителей и опираясь на отзывы пользователей, которых досточное количество в интернете и технических изданиях.

Как сделать своими руками простейший водонагреватель

Из поликарбоната

Один из вариантов изготовления солнечного водонагревателя предполагает использовать в конструкции сотового поликарбоната. Единственное требование к этому элементу конструкции – это светопропускная способность материала. Прочность также важная характеристика, но не является основной.

Из имеющихся материалов, это могут быть различные пиломатериалы или легкие профильные металлические элементы, изготавливается каркас устройства. Из медных трубок сооружается змеевик, предпочтительно в одной плоскости – это абсорбер устройства, по которому будет циркулировать вода.

На концах медной трубки монтируются штуцера для соединения подающей трубой и выходом подогретой воды. В качестве змеевика можно использовать подобную конструкцию от старого холодильника, но в этом случае, параметры змеевика холодильника определят геометрические размеры всего устройства.

Змеевик укладывается в корпус, вся конструкция утепляется теплоизоляционным материалом и с наружной стороны закрывается листом поликарбоната.

Водонагреватель монтируется на выбранном участке в соответствии с географическим месторасположением и подключается к подаче холодной воды и системе потребления нагретой воды.

Из пластиковых бутылок

Простейший водонагреватель использующий энергию солнца для нагрева воды можно изготовить из обычных пластиковых бутылок объемом 1,5 литра (или подобных).

Единственное условие, это однотипность этого элемента конструкции.

Важным условием работы такого устройства является герметичность и прочность соединений бутылок между собой. Оптимальным будет вариант, когда в донышке бутылки просверливается отверстие соответствующее по диаметру горлышку бутылки, что позволяет вставлять одну бутылку в другую. Для крепления можно использовать крышки от этих же бутылок, предварительно просверлив в них отверстия.

Соединяя подобным образом можно собрать несколько батарей, в каждой из которых будет по 3-4 бутылки. Количество бутылок в батарее выбирает каждый индивидуально.

В зависимости от количества бутылок в батарее и количества таких батарей, получаются геометрические размеры устройства, на основании которых изготавливается каркас водонагревателя. Каркас, как и предыдущем случае, можно изготовить из имеющихся под рукой материалов. Укладывается утеплитель и по возможности затемняется приемная поверхность (внутренняя поверхность нижней стенки каркаса).

В изготовленный каркас укладываются батареи бутылок, которые соединяются между собой таким образом, что верхние части батарей получаются подключены к подаче холодной воды от источника водоснабжения, а нижние части – к отводящей трубе с подогретой водой.

Лицевая сторона каркаса зашивается стеклом, поликарбонатом либо иным прозрачным материалом, хорошо пропускающим солнечный свет и сохраняющим тепло внутри устройства.

Для осуществления надлежащего нагрева воды следует установить запорные вентили на входящей и отводящей трубах.

Солнечный водонагреватель: принцип работы, виды, средние цены и как сделать самому Солнечный водонагреватель – это техническое устройство служащее для нагрева воды используя для этого солнечную энергию в видимом и инфракрасном диапазонах.

Источник: alter220.ru

Обустраивая свою дачу, участок у загородного дома, их владельцы все чаще задумываются над тем, чтобы обеспечить своей семье, гостям максимальный комфорт. Строятся уютные беседки, подсвечиваются красивыми фонариками кусты и дорожки, устраиваются небольшие фонтаны, частенько с музыкой и подсветкой, строятся бассейны. Причем, бассейны самые разные – большие и маленькие, стационарные, под крышей и открытые, сборные, надувные. Все зависит от финансовых возможностей, размеров участка и фантазии владельца.

Бассейны на любой вкус

Совершенно необходимо, устанавливая бассейн, позаботиться о том, чтобы вода в нем была абсолютно комфортной температуры. Надеяться только на то, что летом, в жаркую погоду вода в бассейне нагреется естественным образом, будет достаточно легкомысленно. Поэтому при строительстве стационарного, установке разборного или надувного бассейнов нужно продумать и систему нагрева воды в нем.

Существует несколько способов для поддержания нужной температуры воды в бассейне. Причем поддерживать так, чтобы купание в нем, действительно, доставляло удовольствие и детям, и взрослым. Для взрослых комфортна температура воды +23°С, а для детей – от +25°С до +28°С. Наиболее рациональным и экономным способом является нагрев воды с помощью солнца. Есть несколько возможностей преобразования солнечной энергии в тепловую, причем не только летом, в солнечные дни. Современные солнечные коллекторы могут вырабатывать тепловую энергию, принимая даже рассеянный свет и ультрафиолетовое излучение.

Если загородный дом полностью энергонезависим и запасы вырабатываемого электричества позволяют, то можно организовать подогрев воды, используя при этом электроэнергию солнечных батарей для бассейна. Вода из бассейна поступает в бойлер, в котором установлен электронагреватель. Нагретая вода возвращается в бассейн. Циркуляция воды в системе поддерживается насосами. На входе в бойлер можно поставить температурный датчик, который будет отключать электронагреватель при достижении заданной температуры.

Однако такая система нагрева воды бассейна эффективна только в дневное время, когда солнечные батареи вырабатывают достаточное количество электричества. В темное время суток, когда электропитание дома осуществляется запасами электричества, накопленными в аккумуляторах, тратить эти запасы на обогрев воды бассейна нерационально. Ведь неизвестно, какие будут в последующие дни погодные условия, и как скоро смогут солнечные батареи пополнить запасы электричества.

Разумеется, в темное время суток не смогут работать никакие гелиевые установки. Если бассейн эксплуатируется в любое время суток, то можно для нагрева воды применить комбинированную систему: днем вода нагревается солнечными коллекторами, а в темное время суток – электронагревателями. Такие системы целесообразно использовать для стационарных бассейнов. Для небольших сборных или надувных вполне подойдет более простая и дешевая система подогрева.

Одноконтурные системы нагрева воды

Стандартная одноконтурная система солнечного нагрева воды включает в себя, во-первых, солнечный коллектор, во-вторых, водяной фильтр, в-третьих, водяной насос.

Одноконтурная система нагрева воды в бассейне

Солнечные коллекторы бывают двух типов – плоские и вакуумные. Плоский коллектор представляет собой короб, толщиной примерно в 10 – 12 см. Длина и ширина могут быть произвольными, в зависимости от того, для каких целей он предназначен. Чаще всего размеры короба делают примерно 100х200 см. В коробе размещается теплоизоляционный слой, на который укладывается абсорбер – металлический лист. К абсорберу крепится змеевик – медная трубка. Концы этой трубки выводятся из короба. Абсорбер и змеевик покрываются слоем термостойкой черной краски.

Сверху короб закрывается каленым стеклом. Все стыки тщательным образом герметизируются. Это делается для того, чтобы обеспечить максимально возможную теплоизоляцию внутри коллектора. К выходам змеевика подключаются трубопроводы. В солнечный день температура воды в этом коллекторе может достигать 95°С. Для того чтобы увеличить скорость и интенсивность нагрева воды, включают последовательно несколько коллекторов. Чтобы такие коллекторы работали эффективно, они должны быть расположены так, чтобы в течение дня их поверхность была бы освещена солнцем не менее пяти часов.

Плоские коллекторы для нагрева воды

В настоящее время различными фирмами выпускаются специализированные солнечные коллекторы, предназначенные именно для подогрева воды в бассейнах. Они представляют собой герметичную конструкцию с прозрачным колпаком, под которым рядами пирамидально уложена черная труба. Такие коллекторы не нуждаются в том, чтобы их устанавливали под наклоном. Их можно устанавливать непосредственно рядом с бассейном, что минимизирует потери тепла при перекачке воды из коллектора в бассейн.

Специализированный солнечный коллектор

Поскольку бассейн представляет собой открытую конструкцию, вполне естественно, что в воду будет попадать различный мусор – листья, веточки с деревьев, пыль, принесенная ветром. Чтобы этот мусор не попадал в систему, на выводе охлажденной воды из бассейна устанавливается специальный фильтр. Таким образом, система водонагревателя защищена от попадания мусора.

Наконец, для обеспечения циркуляции воды в системе устанавливается водяной насос. В некоторых случаях на входе этого насоса ставят температурный датчик, настроенный на определенную температуру. Как только температура воды, поступающей из бассейна, достигнет установленного значения, датчик срабатывает и переключает направление движения воды. Теперь вода, минуя коллектор, напрямую поступает в бассейн. Как только температура воды понизится, датчик температуры снова переключит соответствующий клапан, направляя воду из бассейна в коллектор.

Двухконтурные системы нагрева воды

Если одноконтурные системы нагрева воды в бассейне могут работать только в светлое время суток, то двухконтурные, при необходимости, могут нагревать воду круглосуточно.

Двухконтурная система нагрева воды в бассейне

Такая система состоит из солнечного коллектора, бойлера, водяного насоса, фильтра. Нагретый теплоноситель, циркулирующий в системе солнечного коллектора, поступает в теплообменник бойлера и нагревает находящуюся там воду. Циркуляция воды в системе бойлер-бассейн осуществляется водяным насосом, как в одноконтурной системе. Для обеспечения бесперебойного круглосуточного нагрева в бойлере имеется дополнительный, резервный теплообменник, который работает от независимого источника энергии. Это может быть, например, и электрический нагреватель.

В двухконтурной системе нагрева целесообразно применять не плоские, а вакуумные солнечные коллекторы. Эти коллекторы не так критичны к углу освещения солнцем, а теплоноситель в них может нагреваться до 250°, а значит, и вода в бойлере будет нагреваться быстрее.

Вакуумные солнечные коллекторы состоят из набора вакуумных трубок, как правило, 15-ти – 20-ти в одном пакете. Вакуумная трубка представляет собой конструкцию из двух трубок, вставленных одна в другую. Внешняя трубка стеклянная. Внутренняя трубка медная. Она крепится к абсорберу, который устанавливается внутри стеклянной трубки. Медная трубка заполняется легкокипящей жидкостью, ее верхний конец, имеющий больший диаметр, чем основная трубка, запаивается. Для обеспечения наилучшей теплоизоляции из стеклянной трубки выкачивается воздух. Трубка готова к работе.

Коллектор на вакуумных трубках для нагрева воды в бассейне

При освещении трубки солнцем жидкость в медной трубке закипает, пар поднимется в верхнюю, расширенную часть трубки, нагревая ее. Теплоноситель, протекая по рабочей трубе, забирает тепло наконечника, тем самым охлаждая его. Пар в наконечнике конденсируется и стекает по стенкам трубки вниз. Этот цикл парообразования и конденсации непрерывный.

Набор таких трубок своими наконечниками вставляется в рабочую трубу контура теплоносителя. Теплоноситель, проходя через эту трубу, быстро нагревается и поступает в теплообменник бойлера. Эта система хороша еще и тем, что даже в морозную погоду вакуумные трубки могут быстро нагреть теплоноситель.

Очевидно, что ничего сложного и сверхъестественного в солнечных системах нагрева воды в бассейнах нет. При желании их можно сделать и своими руками. И при добротно выполненных работах эффективность самодельных систем будет ничуть не хуже, чем у аналогичных, но изготовленных специализированными фирмами.

Солнечные батареи и коллекторы для бассейнов Солнечные коллекторы для нагрева бассейнов Обустраивая свою дачу, участок у загородного дома, их владельцы все чаще задумываются над тем, чтобы обеспечить своей семье, гостям максимальный

Источник: solarb.ru

Сегодня можно позволить себе иметь бассейн (большой или маленький) на даче или в частном доме. Но с его появлением на дворе хлопот становится значительно больше и иногда они даже превышают то удовольствие, которое вы получаете от купания в своем бассейне. Самой главной проблемой здесь является температура воды, ведь не всегда она успевает прогреться под лучами солнца и стать комфортной для купания. Для того чтобы сделать процесс подогрева более комфортным и быстрым, необходим солнечный коллектор для бассейна.

Такое устройство необходимо для эффективного подогрева воды в бассейне. Но стоит оно довольно дорого. Поэтому многие предпочитают собирать его своими руками. Как сделать все правильно, чтобы это устройство для нагрева воды работало качественно, расскажет наша сегодняшняя статья.

Поговорим о коллекторе

Солнечный коллектор или водонагреватель сегодня широко используется для нагрева воды. Кроме этого с их помощью возможен и обогрев домов. Особенностью таких водонагревателей и коллекторов является то, что они в своей работе используют энергию солнца.

Данный тип приборов стоит достаточно дорого, поэтому многие сегодня задаются вопросом — «как сделать его своими руками для нагрева воды?». Что ж, давайте попробуем разобраться с этим вопросом. Начнем мы с того, что узнаем, какие на данный момент времени существуют конструкции таких устройств. Между собой варианты конструкции коллектора солнечного типа для нагрева воды отличаются:

стоимостью комплектующих;
перечнем материалов и их количеством, необходимых для сборки устройства своими руками;
технологиями сборки.

Обратите внимание! Каждый тип конструкции солнечного коллектора работает по одному принципу, хотя для их сборки и понадобятся различные материалы.

Вариант конструкции коллектора

Подходя правильно к работе, можно соорудить своими руками солнечный водонагреватель, истратив на это минимум финансов и используя подручные материалы. При этом многие самодельные солнечные коллекторы, применяемые для подогрева воды, по своим техническим характеристикам не отличаются от заводских моделей, а иногда даже превосходят их.

Каково устройство прибора

Обогрев дома или подогрев воды (в том же бассейне) с помощью солнечного коллектора, который трансформирует солнечную энергию в тепловую, является самым оптимальным решением. Это устройство, которое в отличие от солнечных батарей, создающих электричество, обеспечивает нагрев непосредственного материала теплоносителя. Как раз поэтому солнечные коллекторы зачастую используются в качестве приборов для нагрева воды или обогрева помещений.

Сегодня существует два вида подобных водонагревателей: плоский и вакуумный.

Рассмотрим строение плоского водонагревателя. Плоский коллектор для подогрева воды имеет следующее устройство:

Плоский солнечный водонагреватель

защитное стекло;
медные трубки;
поглощающая поверхность;
теплоноситель;
теплоизоляция;
алюминиевая рама.

Теперь рассмотрим вакуумную модель. Ее сердцем является вакуумная труба. Она отвечает за поглощение света, который впоследствии преобразуется в тепло.

Вакуумный солнечный коллектор

Сама труба представляет собой две стеклянные трубка, которые вставлены одна в другую. При этом их торцы будут запаянными, а воздух выкачан. Трубка, которая находится внутри, необходима для поглощения света. Поэтому она окрашена в черный. Само стекло черной трубы изготавливается из специального боросиликата.

Обратите внимание! Боросиликат применяется для производства варочных поверхностей, устанавливаемых на кухне. Этот материал обладает высокой прочностью и вязкостью, что обеспечивает ему высокую устойчивость к трещинам.

Устройство вакуумного коллектора

Трубки, применяемые в вакуумном коллекторе, отлично защищены от разнообразных повреждений. Они изготавливаются со стандартной толщиной в 1,8 мм.

Тепловая трубка устройства осуществляет перенос тепла вверх. Она представляет собой изолированную коробку. В ней находится коллекторная труба. Сам коллектор необходим для вывода из трубок тепла. Его корпус делается из алюминия, что играет на руку при его монтаже в процессе сборки своими руками. Он герметичен и предотвращает попадание вовнутрь влаги.

В качестве утеплителя, а также термоизоляции здесь используется минеральная вата. Рама делается из алюминия или нержавейки. Выбор материала зависит от погодных условий и места размещения коллектора.

Что понадобится для сборки

Самой дорогостоящей конструкцией солнечного коллектора кустарного производства для нагрева воды является устройство с мощностью до 2000 Вт. Чтобы его собрать, вам понадобятся следующие материалы:

металлопластиковые трубы;
деревянный короб;
каркас. Он будет использоваться для того чтобы закрепить на нем деревянный короб в необходимой позиции;
черная краска;
защитная поверхность. Лучше всего использовать стекло.

Часть требуемых материалов

Также, если вы решили сделать такой коллектор для нагрева воды полностью своими руками, то вам понадобится еще и небольшой насос.

Подготовка к работе

После того как вы собрали все материалы, которые будут участвовать в сборке устройства для подогрева воды, нужно определиться с выбором места расположения. Устанавливать солнечный коллектор необходимо вблизи бассейна.

Обратите внимание! Установка самодельного нагревателя в непосредственной близости от бассейна позволит вам предотвратить излишнюю потерю тепла.

Место установки водонагревателя

Кроме этого нужно помнить о том, что для такого устройства необходимо создать определенный уровень наклона. В ситуации с нашим солнечным прибором для нагрева бассейна угол его наклона должен составлять не больше 50º.

Также вам нужно будет соответствующим образом подготовить и само место сборки агрегата. Для этого нужно построить уплотненную подушку из щебня, соорудить платформу из тротуарной плитки либо сделать простую бетонную стяжку.

Когда со всеми приготовлениями будет покончено, приступаем к непосредственному сооружению водонагревателя.

Рабочий процесс

Солнечный коллектор для нагрева воды под бассейн сооружается следующим образом:

на подготовленную площадку укладываем змеевик. Для этого нарезаем брус и соединяем сего хомутами и с помощью саморезов;
получившуюся конструкцию следует обшить фанерой;
после этого сооружаем каркас;

Обратите внимание! Поскольку вес устройства будет достигать до 30 кг, то весь каркас следует делать прочным и способным без проблем выдержать такую массу. Здесь нужно учитывать вес стекла, снега, воды воздействие на конструкцию ветра и т.п.

Каркас для водонагревателя

после этого собираем раму. Ее следует укрепить с помощью анкеров. С помощью таких крепежных элементов закрепляем на раме поперечные брусья. Сборка каркаса осуществляется по той схеме, которую вы выбрали для своего солнечного водонагревателя. От типа схемы не будет зависеть качество подогрева воды;
когда каркас был выведен, всю платформу (и раму) следует выкрасить в черный цвет;
закрепляем платформу на каркасе с помощью анкеров. При этом обязательно необходимо соблюсти угол наклона;
далее проводим разметку на платформе в местах установки труб. Здесь устанавливаем пластиковые крепления. Все элементы конструкции обязательно выкрашиваем в черный цвет.

Обратите внимание! Для удобства окраски хорошо использовать баллончик черной краски или пульверизатор.

Установленная платформа с креплениями

После этого к собранной конструкции подключаем насос. Здесь нужно выбирать не особо мощную насосную установку. Это связано с тем, что вода через трубы должна течь медленно, чтобы успевать основательно прогреться. При этом трубы должны непосредственно выводиться в бассейн. Они должны выходить со дна бассейна.

Для того чтобы избежать теплопотерь, необходимо установить защитное стекло. Толщина стекла подойдет не менее 4 мм. После этого делаем тестовое подключение для проверки успешности и качества сборной конструкции солнечной батареи для нагрева воды в бассейне.

Такой самодельный агрегат, использующий солнечную энергию, обойдется вам достаточно дешево. Его можно с успехом использовать для нагрева воды в течение всего теплого периода. При наступлении холодов всю воду следует слить из устройства солнечного водонагревателя, чтобы предотвратить ее замерзание внутри труб. Если этого не сделать, то возможно повреждение элементов конструкции, и вы уже не сможете воспользоваться ею на следующий год.

Заключение

Как видим, даже солнечные коллекторы можно относительно легко воплотить в жизнь своими руками. Чтобы конечный результат отвечал вашим ожиданиям, в процессе сооружения коллектора обязательно необходимо придерживаться рекомендаций и алгоритма сборки. Особое внимание здесь следует уделить выбору и подготовке места размещения устройства, ведь от этого будет напрямую зависеть эффективность подогрева воды, проходящей через трубы водонагревателя.

Солнечный коллектор для бассейна своими руками Солнечный коллектор для бассейна своими руками: что понадобится для самостоятельной сборки и последовательность действий. Что представляет собой солнечный

Источник: 1posvetu.ru

Солнечную энергию для дома можно получать почти бесплатно и в довольно больших количествах. Почему не даром? Потому что, платить все же придется, но не Cолнцу, а производителям и монтажникам солнечных коллекторов.

Использование энергии Солнца в системах отопления и горячего водоснабжения частного дома, а также для нагрева воды в бассейне, по мере быстрого роста стоимости энергоносителей, становится все более выгодным. Срок окупаемости солнечного оборудования дома с каждым годом оказывается все меньше.

В странах Евросоюза установка солнечных коллекторов в новых домах является обязательной.

Чем дальше от экватора, чем больше пасмурных дней в году, чем выше загрязнение воздуха, тем меньше солнечной энергии падает на Землю.

Интенсивность солнечного излучения в южных регионах России, на территории Украины, южнее 52 о с.ш., составляет от 1000 до 1350 кВт*ч/м 2 /год.

В наших южных широтах наибольшая интенсивность солнечного излучения приходится на период с марта по октябрь. В это время потребность в отоплении дома минимальна. Поэтому солнечную энергию в основном используют для нагрева воды в системе горячего водоснабжения дома и для подогрева воды в бассейне.

В системах отопления частного дома солнечные коллекторы применяют реже — только как вспомогательные нагреватели к котлу. Расчеты и практика применения показывают, что использование солнечных коллекторов в системах отопления в наших широтах в большинстве случаев не окупает затраты на их установку.

Следует заметить, что срок окупаемости установок солнечного нагрева очень сильно зависит от стоимости топлива, которое используется в доме для отопления и нагрева воды в системе ГВС. Например, за 1 кВт*час энергии, поступающей из электрической сети, хозяин дома заплатит примерно в 10 раз больше, чем за такое же количество, полученной от котла на природном газе.

В домах, где для отопления или нагрева воды используется электроэнергия, или работают котлы на дорогих видах топлива, установка солнечных коллекторов будет наиболее выгодна.

Оснащение систем отопления и ГВС солнечным коллектором обойдется дешевле, если их установку предусмотреть сразу, на стадии проектирования и строительства дома. Переделки всегда обходятся дороже.

Солнечный коллектор для дома, бассейна

Солнечный коллектор — это аппарат, в котором энергия солнечных лучей преобразуется в тепловую энергию теплоносителя. Теплоноситель переносит тепло от солнечного коллектора к нагревателям систем горячего водоснабжения и отопления. В качестве теплоносителя используют воду или не замерзающие жидкости.

Солнечный коллектор может иметь разную конструкцию. Существуют три принципиальных схемы устройства солнечного коллектора.

Плоский солнечный коллектор

Солнечный плоский коллектор представляет собой металлическую пластину — абсорбер, которая поглощает падающее на неё солнечное излучение. К пластине прикреплены медные трубки, по которым течет теплоноситель.

Пластину абсорбера покрывают слоем никеля, черной меди или другим материалом с высоким коэффициентом поглощения солнечных лучей, но с низким коэффициентом тепловых излучения. Такое покрытие называют селективным.

Некоторые производители выпускают адсорберы из двух сложенных вместе металлических листов. В листах выдавлены канавки, из которых при соединении листов формируются трубки коллектора.

Солнечные лучи нагревает абсорбер, от него тепло передается теплоносителю, температура которого увеличивается.

Абсорбер с трубками устанавливают в теплоизолированный плоский корпус. Сверху корпус коллектора закрывают стеклом. Для улучшения теплоизоляции обычно устанавливают стеклопакет с двойным или тройным остеклением. Стекло должно выдерживать удары града.

Чтобы остекление и поверхность адсорбера не запотевали, в корпусе коллектора оставляют отверстия для вентиляции.

Пластина абсорбера в плоском коллекторе со стеклопакетом может нагреваться до 190 о С.

Панель солнечного водонагревателя с параллельным расположением труб

В плоском солнечном коллекторе трубы, по которым циркулирует теплоноситель, обычно располагают вертикально. Применяют две схемы разводки труб — параллельную и змейкой.

Параллельная схема расположения труб имеет маленькое гидравлическое сопротивление. Коллекторы с параллельными трубами применяют в схемах подогрева воды с естественной циркуляцией теплоносителя.

Панель солнечного водонагревателя с расположением труб змейкой

Укладка труб змейкой позволяет получить чуть больший тепловой эффект, но при этом резко увеличивается гидравлическое сопротивление системы.

Трубчатый вакуумный солнечный коллектор

Солнечный вакуумный трубчатый коллектор может состоять из нескольких десятков стеклянных труб, в которых создан вакуум. Внутри вакуумных труб находятся трубки с теплоносителем.

На нижнюю часть поверхности труб нанесено зеркальное покрытие, фокусирующее солнечные лучи. А верхняя часть труб покрыта селективным слоем, который пропускает солнечные лучи внутрь, но задерживает отраженное тепловое излучение изнутри стеклянной трубы.

Наличие вакуума значительно уменьшает тепловые потери, а зеркальное и селективное покрытия еще больше увеличивают эффективность коллектора.

Солнечный коллектор с тепловыми трубками

Солнечный коллектор с тепловыми трубками внешне похож на вакуумный трубчатый, показанный на рисунке выше. Отличия находятся внутри стеклянных вакуумных труб.

В каждой стеклянной трубе коллектора имеется другая, герметично закрытая со всех сторон трубка с легко испаряющейся жидкостью — тепловая трубка. Верхний конец тепловой трубки является частью теплообменника, в котором циркулирует теплоноситель контура солнечного коллектора.

При нагреве солнечными лучами жидкость в тепловой трубке испаряется. Пары поднимаются вверх и конденсируются на поверхности трубки, прикрепленной верхним концом к теплообменнику. Процесс конденсации сопровождается передачей тепла теплоносителю.

Конденсат в тепловой трубке стекает вниз, снова нагревается, испаряется — процесс повторяется и идет непрерывно.

В солнечном коллекторе с тепловыми трубками каждая стеклянная вакуумная труба может быть легко отсоединена и, при необходимости, заменена на новую.

Схемы подключения солнечного коллектора

В схемах отопления и ГВС с солнечным коллектором обязательно должна быть накопительная емкость — аккумулятор тепла. Связано это с тем, что процесс поступления тепла от солнечного коллектора не совпадает по времени и количеству с расходом тепловой энергии потребителями в доме. Солнечную энергию сначала накапливают в аккумуляторе тепла, а затем расходуют по мере необходимости.

Для накопления энергии, получаемой от солнечного коллектора, выгодно использовать накопительный бойлер системы ГВС или буферную емкость системы отопления. Для этого, устанавливают бойлер и буферную емкость с дополнительным теплообменником, к которому и подключают солнечный коллектор.

Теплоноситель в системе нагрева с солнечным коллектором

В системе нагрева с солнечным коллектором, которая работает только летом, в качестве теплоносителя используют воду. Системы на воде подходят для дачных домов сезонного проживания или летних бассейнов.

Для систем отопления и ГВС жилого дома, работающих круглый год, в качестве теплоносителя приходится использовать незамерзающие жидкости — антифриз на основе пропиленгликоля или минеральное масло.

Все жидкости — теплоносители при нагревании расширяются. Поэтому контур нагрева солнечного коллектора обязательно оборудуют расширительным баком.

В контуре с солнечным коллектором существует также опасность закипания жидкости — необходима защита от перегрева и установка предохранительного клапана.

Защита от перегрева контура солнечного коллектора обычно осуществляется путем выбора накопительного бака достаточно большого объема, способного поглотить излишки тепла.

Для удаления воздуха из контура коллектора устанавливают автоматический воздухоотводчик.

Для предотвращения опорожнения накопительного бака трубопровод холодной воды оснащают обратным клапаном.

Расширительный бак, воздухоотводчик, предохранительный клапан контура коллектора аналогичны тем приборам, которые устанавливаются на отопительном котле в доме.

Схема нагрева воды солнечным коллектором для дачного дома

Схема ГВС с естественной циркуляцией теплоносителя в контуре солнечного коллектора и с электрическим нагревателем в накопительном баке.

Для возникновения в контуре естественной и достаточно интенсивной циркуляции необходимо, чтобы дно накопительного бака было выше солнечного коллектора минимум на 0,5м. (чем больше — тем лучше). Кроме того, стараются уменьшить гидравлическое сопротивление в контуре солнечного коллектора. Для этого увеличивают диаметр труб и сокращают их длину.

В качестве теплоносителя используется незамерзающая жидкость.

Для подогрева воды в пасмурные дни накопительный бак имеет электрический нагреватель.

С целью уменьшения потерь тепла накопительный бак и трубопроводы защищают теплоизоляцией толщиной 50 мм.

Если бак устанавливают на холодном чердаке, то толщину теплоизоляции бака следует увеличить до 100 -150 мм. а трубопроводы с водой разместить под теплоизоляцией бака.

Для дачного дома с сезонным проживанием, только летом, можно контур солнечного коллектора выполнить без теплообменника в баке. В контур коллектора вода будет поступать из нижней части бака, нагреваться и накапливаться в верхней части бака. С наступлением холодов систему необходимо опорожнять от воды.

Эта простая и не дорогая система ГВС подойдет для дачных домов и небольших частных домов с отоплением твердотопливным котлом или печами.

Схема ГВС с солнечным коллектором и бойлером косвенного нагрева

Схема подключения солнечного коллектора к системе ГВС с накопительным бойлером косвенного нагрева и отопительным котлом с контуром ГВС.

Для подключения солнечного коллектора к системе ГВС с бойлером косвенного нагрева необходимо установить в доме бойлер с двумя теплообменниками.

К нижнему теплообменнику подключают нагревательный контур солнечного коллектора, а к верхнему — контур ГВС отопительного котла.

Если тепла от солнечного коллектора не хватает для нагрева воды, то включается в работу контур ГВС отопительного котла.

Установка циркуляционного насоса в контур солнечного коллектора позволяет установить коллектор в любое положение относительно бойлера, а также уменьшить диаметр трубопроводов.

Схему с бойлером косвенного нагрева удобно применять при отоплении дома газовым котлом.

Схема отопления и ГВС с солнечным коллектором и буферным баком — аккумулятором тепла

Схема подключения солнечного коллектора к системе отопления и ГВС с буферным баком — аккумулятором тепла и отопительным одноконтурным котлом.

Прочитайте статью «Схема отопления и ГВС с буферным баком — аккумулятором тепла» для того, чтобы узнать преимущества, особенности устройства и работы этой системы.

Солнечный коллектор присоединяют к теплообменнику, установленному в буферном баке — аккумуляторе тепла. К буферному баку подключают и контур отопительных приборов дома (на схеме не показан).

Тепловая энергия от всех источников — солнечного коллектора и отопительного котла, аккумулируется в буферном баке. Из буферного бака тепло расходуется и на подогрев воды в системе ГВС, и подается в контур отопления помещений дома.

Схема с буферным баком позволяет использовать солнечную энергию и для отопления, и для горячего водоснабжения.

Схема ГВС с солнечным коллектором и двумя накопительными баками

Схему ГВС с двумя накопительными баками используют при подключении солнечного коллектора к уже работающему оборудованию системы горячего водоснабжения в доме. Когда в уже установленном бойлере отсутствует теплообменник для подключения солнечного коллектора.

Покупка нового бойлера ГВС с двумя теплообменниками и замена старого часто не выгодна. Дешевле приобрести новый бойлер небольшого объема только для контура солнечного коллектора.

Схема подогрева воды для бассейна

Подогрев воды в бассейне можно производить по любой из первых трех схем, которые приведены выше.

Холодная вода со дна бассейна подается циркуляционным насосом по трубопроводу холодной воды в накопительный бак, бойлер или буферную емкость. Горячая вода возвращается обратно в бассейн.

Принудительная циркуляция воды в контуре бассейна обеспечивает перемешивание воды и равномерное распределение температуры по глубине бассейна.

Для бассейнов, работающих только летом, накопительный бак можно исключить из схемы подогрева. Роль накопительного бака может выполнять ванна бассейна.

Автоматизация систем отопления и ГВС с солнечным коллектором

Системы отопления и ГВС с солнечным коллектором обязательно оснащают приборами автоматики.

Автоматика необходима для согласованного управления работой нескольких источников энергии — солнечного коллектора, котла, электрического нагревателя, а также циркуляционных насосов.

Датчики измеряют температуру теплоносителя у источников нагрева, температуру воды в накопительном баке. Блок управления по заданной программе анализирует показатели датчиков и выдает команды на включение или отключение тех или иных источников нагрева, насосов и клапанов.

Человек имеет возможность задавать параметры регулирования — например, устанавливать максимальную температуру горячей воды.

Какой солнечный коллектор лучше выбрать

У каждого вида солнечных коллекторов имеется свой минимальный порог интенсивности солнечного излучения, при котором они начинают нагревать теплоноситель.

Плоский солнечный коллектор начинает греть при мощности солнечного излучения 70-90 Вт/м 2 . Для сравнения — если плоский коллектор не закрыт стеклом, то он начнет греть при мощности излучения более 200 Вт/м 2 .

Трубчатые солнечные коллекторы с вакуумными трубками начинают греть теплоноситель при мощности излучения более 20 Вт/м 2 .

Солнечный коллектор поглощает как прямое, так и рассеяное излучение Солнца. Общая интенсивность и соотношение разных видов излучения меняется в зависимости от времени года и суток, состояния облачности.

Например, в наших южных широтах максимальная мощность излучения в декабре около 80 Вт/м 2 , в апреле и сентябре 350 Вт/м 2 , а в июне 600 Вт/м 2 . Причем, летом доля прямого излучения составляет примерно 54%, а зимой только 30%.

Из приведенных выше данных можно сделать вывод, что для того, чтобы солнечный коллектор приносил в дом тепло круглый год, необходим трубчатый солнечный коллектор.

КПД плоского и трубчатого солнечных коллекторов

Мерой эффективности солнечного коллектора является его тепловой коэффициент полезного действия. КПД солнечного коллектора определяется как отношение количества полезной энергии, забираемой теплоносителем, к количеству энергии солнечного излучения, которое падает на поверхность коллектора.

КПД — коэффициент полезного действия для трех конструкций плоского и одного трубчатого солнечных коллекторов

На рисунке показаны графики зависимости коэффициента полезного действия — КПД, для трех конструкций плоского и одного трубчатого коллекторов. Это примерные характеристики при плотности потока солнечного излучения G=700 Вт/м 2 . По горизонтальной оси редуцированная (приведенная) температура, равная =dT/G, К*м 2 /Вт., где dT — разность между средней температурой теплоносителя коллектора и наружной температурой воздуха окружающей среды.

Анализируя графики, можно сделать следующие выводы:

Солнечный коллектор работает с максимальным КПД при маленьких значениях редуцированной температуры dT, в режиме с минимально необходимой температурой теплоносителя.

Причем, при малых значениях редуцированной температуры КПД у разных конструкций плоских коллекторов практически одинаков.

Плоский солнечный коллектор, который характеризуется графиком КПД с меньшим углом наклона к горизонту (линия I на рисунке), обеспечит нагрев воды при невысокой плотности лучистой энергии и довольно низкой температуре наружного воздуха — весной, осенью.

Плоский коллектор в летнее время, в условиях интенсивного солнечного излучения, имеет более высокий КПД, чем трубчатый. Для систем ГВС, работающих только в теплый сезон выгодно использовать плоские солнечные коллекторы. К тому же, плоский коллектор значительно дешевле трубчатого.

В условиях малой интенсивности солнечного излучения КПД трубчатого коллектора выше, чем плоского. Установка трубчатого коллектора может быть выгодна только для круглогодичного подогрева воды в системах отопления и ГВС, а также в северных широтах. Учитывая высокую стоимость трубчатого коллектора, его установка окупается далеко не всегда.

Выбираем солнечный коллектор для бассейна

С учетом сделанных выше выводов, для подогрева воды в летнем бассейне буквально на несколько градусов, можно выбрать любую конструкцию плоского коллектора. Эффективность при маленькой величине dT будет у всех конструкций плоских коллекторов примерно одинакова.

Выгодно использовать самые дешевые плоские коллекторы с пластиковыми абсорберами, которые могут вообще не иметь остекления.

Поскольку температура теплоносителя в коллекторе будет не намного отличаться от температуры наружного воздуха, то потери тепла при отсутствии стекла будут незначительными. Кроме того, из-за отсутствия стекла немного увеличится количество солнечной энергии, попадающей на адсорбер. Стекло всегда задерживает некоторую часть солнечных лучей.

Расчет размера солнечного коллектора

Из-за неравномерного поступления тепла от солнечного коллектора, в системах ГВС и отопления дома обязательно устанавливают еще один источник нагрева.

Производительность солнечного коллектора рекомендуется выбирать такой, чтобы от него получать не более 2/3 тепловой энергии, необходимой для горячего водоснабжения в доме. Использовать более производительные аппараты не выгодно — не окупятся.

Для горячего водоснабжения в доме достаточно выбрать солнечный коллектор площадью 1-1,5 м 2 в расчете на одного члена семьи.

Солнечный коллектор в системе отопления выбирают так, чтобы получать от него 20-30% тепловой энергии, необходимой для отопления. Размеры солнечного коллектора для целей отопления выбирают из расчета 0,3-0,5 м 2 площади коллектора на 1м 2 отапливаемой площади дома.

Для закрытого бассейна площадь солнечного коллектора может составлять 40% площади зеркала воды в нем.

В открытом бассейне воду нагревают солнечным коллектором площадью 70% от площади зеркала воды.

Пример расчета размеров площади солнечного коллектора

Выполним расчет размера солнечных коллекторов для дома с отапливаемой площадью 200 м 2 , в котором проживают 5 человек. В доме имеется крытый бассейн с площадью воды 30 м 2 .

Площадь солнечных коллекторов составит:

Для нагрева воды в системе ГВС — 5-7,5 м 2
Для системы отопления дома — 60-100 м 2
Для подогрева воды в крытом бассейне — 12 м 2

Где можно установить солнечный коллектор

Солнечный коллектор можно установить в любом месте — на крыше, на стене, на земле. Важно только установить его под определенным углом к горизонту и на солнечном месте.

Но чаще всего коллектор устанавливают на крыше. Коллектор на крыше не занимает места на участке и получает больше солнечных лучей — там его ничто не затеняет.

На крыше коллектор устанавливают над кровлей. Существуют конструкции коллекторов, которые встраивают в покрытие крыши.

При установке в любом месте следует иметь ввиду, что аппарат требует обслуживания. Поэтому, необходимо продумать, как облегчить доступ к нему.

Кроме того, коллектор достаточно тяжелое устройство. поэтому стропила крыши или стена дома могут потребовать усиления их конструкции.

Лучше всего, установку солнечного коллектора предусмотреть сразу, на стадии проектирования и строительства дома.

Ориентация поверхности солнечного коллектора

Максимальное количество солнечной энергии коллектор будет получать, если его поверхность будет перпендикулярна направлению на солнце.

Направление на солнце постоянно меняется в зависимости от времени года и суток. Поэтому, коллектор устанавливают под некоторым углом к горизонту, который позволяет получать максимум солнечной энергии без изменения положения коллектора.

Солнечный коллектор, который будет работать круглый год устанавливают под углом к горизонту, величина которого примерно равна географической широте местности.

В зимний период, если есть возможность, лучше увеличивать угол наклона еще примерно на 15 о .

Если солнечный коллектор будет работать только летом, то угол наклона следует уменьшить до: географическая широта местности минус 15 о .

Плоскость солнечного коллектора должна смотреть по направлению на юг с точностью плюс-минус 15 о .

Трубчатые вакуумные коллекторы допускают большее отклонение от направления на юг. Они должны освещаться солнцем не менее шести часов в сутки.

Солнечный коллектор - водонагреватель для дома, бассейна Солнечный коллектор — водонагреватель горячего водоснабжения частого дома — плоский, вакуумный, с тепловыми трубками. Схемы подключения солнечного коллектора с бойлером, с накопительным баком, для дачного дома, бассейна. Расчет размера площади, выбор ориентациии и КПД солнечного коллектора.

Источник: domekonom.su

Поделитесь статьей в соц. сетях:

banya-ili-sauna.ru

Как сделать солнечный водонагреватель 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.

Но самое главное, что простой солнечный коллектор можно изготовить самостоятельно. Для этого вам понадобятся материалы и инструменты, которые можно купить в большинстве строительных магазинов. В некоторых случаях будет достаточно даже того, что найдется в обычном гараже.

Делаем простой солнечный коллектор своими руками

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.

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.

Источник:

Как сделать солнечный водонагреватель для дома своими руками?

Источником альтернативной энергии являются гелиоколлекторы, прогревающие воду за счет солнечного света.

Это дорогостоящее оборудование, но позволяет экономить до 60% электроэнергии не только летом, но и в зимний период. Существуют варианты, как сделать солнечный водонагреватель своими руками.

Водонагревательные гелиосистемы используют в бытовых условиях для обеспечения дома горячей водой, отопления, подогрева воды в бассейне и т.д.

Солнечные водонагреватели для дома

Гелиосистема нагрева воды состоит из:

Коллектор. Представляет собой совокупность труб небольшого диаметра. Проходя по ним, вода успевает прогреться солнечным светом.
Электронасос, создающий давление воды в системе. Некоторые модели работают за счет естественных сил гравитации.
Система трубопроводов.
Накопительный бак для прогретой воды. Целесообразно устанавливать, когда велика вероятность частой смены погодных условий. Бак сохранит горячую воду на следующий (пасмурный) день Предусмотрен не во всех моделях. Кроме того, внутри накопительной емкости может устанавливаться электроТЭН, чтобы подогревать воду до нужной температуры в пасмурные дни. Даже в этом случае наблюдается значительная экономия электричества.

Типы водонагревательных систем:

1.По подаче воды:

активные – вода подается электронасосом;
пассивные – подается естественным путем.

2.Структура контура (у активных модификаций):

с открытым контуром, в котором непосредственно циркулирует жидкость, использующаяся для горячего водоснабжения;
с закрытым контуром (заполняются антифризом, другой жидкостью, позволяющей использовать водонагреватель при минусовой температуре. Циркулирует внутри змеевика, прогревая жидкость внутри накопительного резервуара).

3.Способ прогревания воды:

накопительные (вода прогревается в емкости);
проточные (течет по протяженной системе труб теплообменника, прогреваясь солнечным теплом).

Накопительный водонагреватель

Вещество постоянно циркулирует по гелиосистеме. Наружный контур сооружен довольно протяженным, чтобы жидкость успевала прогреться, проходя через него.

Нагретое вещество поступает во второй контур, расположенный внутри накопительного бака, отдает тепло воде, затем, охлажденное, возвращается обратно.

При помощи такой циркуляции постоянно прогревается вода для отопления, системы горячего водоснабжения.

Накопительная гелиосистема своими руками

Источник:

Как сделать солнечный водонагреватель самостоятельно?

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.

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.

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.

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.

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.

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

Самодельные солнечные водонагреватели

Стремление к экологичному подходу в отоплении дома похвально – тем более что сделать подобную систему можно и своими руками. Рассмотрим интересные варианты практического воплощения подобных конструкций, и насколько эффективны самодельные солнечные водонагреватели.

Простой солнечный водонагреватель

Простым решением будет установка на крыше дома одного (максимум двух) черных баков. К ним подсоединяется водопроводная домовая магистраль – значит, при хорошем солнце теплая вода будет потечет сразу в душевую комнату (летом в жару нагрев произойдет быстро).

Еще один простой солнечный бойлер делают из мелкого, наполненного водой корыта, которое закрывается прозрачной крышкой. Сюда же в схему входят следующие водопроводные составляющие:

труба, по которой подходит прохладная вода;
труба для перелива;
деталь вентиля;
выпуск нагретой воды.

В обоих случаях есть существенные недочеты:

Неэффективность простого бака при облаках.
Корыто-нагреватель следует наполнять каждое утро, накрывая его. Когда солнце скрыто за облаками, следует оценить степень нагретой воды и слить её для дальнейшего использования.
Плоское устройство наподобие корыта плохо тем, что его нужно держать горизонтально. Мы живем не в тропиках, а, значит, зимой солнце поднимается над горизонтом высоко, КПД этого устройства снизится.

Гораздо эффективнее предусмотреть дополнительную установку коллектора, пусть опять же самодельного. Определив размеры теплоприемника, следует изготовить корпус, куда помещается змеевик. Актуален вопрос теплоизоляции – именно поэтому корпус для змеевика лучше сделать деревянным. Второй момент — утепление задней стенки (лучше всего пенопластом).

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.

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.

Читайте также: Возможен ли автомобиль на солнечных батареях?

Какой должна у такого змеевика сама теплообменная поверхность? В случае со стальными радиаторами следует исходить из их размера, однако чтобы не утяжелять корпус, не устанавливается больше двух панелей. При других материалах все придется рассчитывать на месте.

Корпус можно сделать из фанеры и деревянных досок. На лицевой стороне стоит применить прочный и прозрачный поликарбонат, что будет выглядеть не хуже стеклянного. Сам же накопительный бак изготавливается из листового материала. А еще лучше будет приобрести готовую емкость. В качестве соединительных труб рекомендуется использовать полимерные (хорошо подойдут из металлопластика).

Особенности самодельных солнечных водонагревателей

Преимущества сделанного своими руками бойлера очевидны:

работа при полной нагрузке максимально возможный период;
окупаемость первоначальных вложений на материалы;
экономия топлива;
изделие сразу готово к эксплуатации.

Однако все эти аспекты превратятся в положительные при соблюдении важных условий.

Точная установка параметров устройства. Расчетная нагрузка должна приближаться к стандартному ежедневному потреблению.
Чтобы обеспечить постоянную нагрузку на горячее водоснабжение, можно установить вспомогательный нагреватель. Его рекомендуется включать, если солнечный не обеспечивает нужную нагрузку. Этот элемент нужен для устранения разницы в температуре воды.
Важно правильное распределение нагрузки, одни из параметров которой – регулирование скорости потока воды.
Если воду планируется расходовать не сразу, то для бака нужна дополнительная теплоизоляция. Последний момент касается и облачных дней (толщину теплоизоляции стоит предусмотреть побольше).
Покрытие теплоприемника должно повышать его поглощающую способность (самое простое можно сделать черной краской, в идеале лучше нанести селективное).
Бак должен вмещать запас горячей воды на два дня.
Идущие от коллектора трубы в бак должны быть минимальны по длине и хорошо изолированы для поддержки температурного напора.
Подводящая холодную воду к коллектору труба должна быть расположена внизу бака. Нагретая вода, наоборот, поступает наверх. Выше отверстия для уходящей в систему горячей воды должно оставаться место для её запаса.
Теперь об установке бака: если сделать это в здании, то существенно снизятся теплопотери. Даже если они и будут, то уйдут в домашнюю среду, а не в воздух. Здесь подойдет, к примеру, чердак. При установке системы на крышу актуально ориентировать коллектор на юг и наклонить под углом местной широты (это повысит эффективность работы на круглый год). Лучшим углом будет 60 градусов зимой и 30 градусов летом, на практике лучше сразу придать 45 градусов.
Конструкция дома должна быть готовой выдержать нагрузку от полного бака.
И еще один важный момент: как предотвратить замерзание системы при холодном климате? Можно использовать изолирующее съемное покрытие, установить устройство для слива воды или применять антифризный раствор в воде. Последний вариант получил популярность – только в этом случае его заливают в спиральный змеевик, через стенки которого и будет происходить теплообмен.

Использование солнечного водонагревателя позволит существенно сократить расходы на топливо, и уменьшить выброс углекислого газа в атмосферу. Можно собрать подобную систему и своими руками – при этом важно обладать минимальными знаниями в области водопроводных установок и придерживаться всех вышеупомянутых рекомендаций.

Источник:

Легкий самодельный солнечный тепловой водонагреватель с медными трубками

Отопительная вода для купания или других целей может привести к большой пробоине в вашем счете за электроэнергию. В то же время с истощением ископаемого топлива происходит глобальный переход мастеров-самодельщиков к альтернативным источникам энергии. Вот почему все больше домашних хозяйств инвестируют в солнечные нагреватели, чтобы экономить электроэнергию.

Но зачем покупать, когда вы можете построить аппарат для выработки бесплатного тепла самостоятельно? Следуя инструкциям, показанным на этом видео DIY, у вас будет свой собственный солнечный тепловой нагреватель для ваших потребностей в подогреве воды.

Особенность его в том, что работает этот агрегат по понятным причинам только в дневное время. Но разве нет идей, как сделать аккумулятор тепла для дома? Всё это можно найти у других мастеров или придумать самому.

Однако не будем отвлекаться, а посмотрим, как реализована идея, заявленная в названии статьи.

В чём суть идеи бесплатного источника тепловой энергии

Медная труба используется из-за ее отличных теплопроводящих свойств. Давайте немного разогреемся!

Сделай сам солнечный тепловой водонагреватель! Проект довольно прост и инструкции подробно описаны. Все необходимые детали указаны в видеоролике и могут быть куплены из вашего местного магазина предметов домашнего обихода.

Вы увидите значительное сокращение вашего счета за электроэнергию, когда используете этот солнечный водонагреватель из медной трубы DIY. Огромное спасибо создателю видео «desertsun02».

Мастера решили собрать своими руками солнечный коллектор для нагрева воды. Имеется старый с садовым шлангом. Греет хорошо, но хотелось бы более эффективнее. Поэтому купили заготовки, будет использовано медь.

Основные детали коллектора

Будет несколько секций. В качестве материала использованы тройники, трубки, уголки. Из инструментов труборез, рулетка, нож. Газ, припой с содержанием серебра. Для точности отрезания используется рулетка.

Толщина стенки медной трубки 1 мм. Диаметр тройника 15 мм. Соединители для шлангов. Рулеткой отмеряем, ножом делаем насечки. Нож оставляет четкую линию, в отличие от маркера.Когда труборез режет, немного загибает край.

По идее его надо ремировать, как в водопроводных котлах.В нашем случае это не обязательно, давление нет.Устройство работает самотеком только из-за разности температур воды. Тёплая идёт вверх, холодная — вниз.

Источник:

Солнечные водонагреватели своими руками: схема :

Экологические проблемы постоянно диктуют новые условия жизни. Это связано как с чистотой окружающей среды, так и с дефицитом энергоресурсов.

По данным всемирных организаций, их количество не безгранично, и для решения данной проблемы выделяется огромное количество ресурсов. Это и финансовые вложения, и научные проекты, и множество прочих мероприятий.

Такой подход дает свои плоды, и в результате в жизни общества появляются качественно новые приборы, инструменты и методы, внедряемые как в производственные процессы, так и в будничную жизнь людей.

Одним из таких нововведений являются энергосберегающие системы, использующие альтернативные источники энергии, главным и наиболее мощным из которых является солнечное излучение.

Как и у всех источников энергии, его использование сопровождается рядом проблем, самой актуальной из которых является короткий период применения в холодных климатических зонах.

Однако, несмотря на это, имеется ряд эффективных методов, использующих принципы накопления солнечной энергии.

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.

Виды и классификация приборов

На практике реализован ряд принципов, которые позволяют использовать энергию Солнца. Различают несколько вариантов конструкции, независимо от того, сделан солнечный водонагреватель своими руками или нет. Главный критерий классификации – теплоноситель. Он может быть жидким и металлическим.

В качестве теплоизолятора может использоваться вакуум. Солнечные водонагреватели могут быть прямого действия или косвенного.

В первом случае вода нагревается непосредственно солнцем, а во втором случае это происходит путем преобразования солнечной энергии в электрическую, а затем в тепловую, которая и нагревает жидкость.

В замкнутом или разомкнутом контуре она может передвигаться также двумя способами, зависящими от типа структуры – принудительно при помощи насосов и других нагнетающих давление установок или самотеком. Также их можно разделить по области применения.

Например, солнечные водонагреватели для дома относятся к числу малопроизводительных устройств. Они характеризуются небольшими размерами.

А солнечный водонагреватель для бассейна или другого объекта временного использования, предназначенный для постоянного многоцелевого нагрева воды в больших количествах, имеет и соответсвующие размеры, а также относится к другому классу.

Производители и потребители

На рынке представлен ряд производителей, имеющих опыт в подобных разработках и создающих массово такие изделия. Основные фирмы-конкуренты – VIESMANN, SOLVIS, VAILANT. Главные государства потребители – Саудовская Аравия, Израиль, Мальта и многие страны Евросоюза. Кроме того, это направление активно популяризируется в Китае, РФ, США и Австралии.

Ценовая политика и материалы для изготовления

Солнечный водонагреватель, цена которого велика, пользоваться спросом не будет, поэтому модели продвигаемых изделий либо изготовляют из дешевых материалов, либо их мощность делают максимальной, чтобы товар мог себя в скором времени окупить. В южном Китае экономят на теплопроводниках.

Их делают пластинчатыми, но при этом результат не страдает — мощности изделий хватает, поскольку Солнце здесь гораздо активнее, чем в северных регионах. В холодных странах используют более дорогие теплоизолированные системы на основе солнечных батарей.

Рынок солнечных коллекторов также предлагает потребителям разные модификации готовых систем. К примеру, простая модель для дома стоит от 300 у.е. Но есть и модели с дополнительным оборудованием, которое существенно упрощает эксплуатацию. Это могут быть насосы и различные датчики. Цена таких устройств стартует от 550 у.е.

Домашний солнечный водонагреватель своими руками: схема конструкции

Бытует мнение, что устройства для нагрева от солнца имеют сложную конструкцию. Однако можно сделать солнечный водонагреватель своими руками. Схема коллектора, входящего в его состав, проста. Ее можно собрать из имеющихся запчастей или сконструировать из новых.

Она представляет собой змеевик из тонкого легко нагреваемого металла, установленный на платформу и защищенный стеклом. Соорудить солнечный водонагреватель своими руками можно за сутки. Для этого потребуется подготовить монтажную площадку в виде бетонного или плиточного покрытия.

Смонтировать на ней платформу из имеющихся легких, но прочных материалов, к примеру, дерева. И установить ее при помощи анкеров под углом на площадку.

Платформа с креплениями для змеевика окрашивается в черный цвет. Поверх устанавливаются трубы и соединяются воедино. Их также окрашивают. Сверху устанавливается обычное одинарное или двойное стекло толщиной от 4 мм, которое закрепляется в направляющих на платформе. На выведенные трубы змеевика устанавливают краны и при помощи коротких шлангов подключают к насосу.

Вакуумная модель и ее особенности

Схема солнечного водонагревателя на основе вакуума совершенно иная. Она гораздо сложнее и требует профессиональных конструкторских навыков. В ее структуру входит: теплообменник с наружной изоляцией и клапаном, подключенные к нему вакуумные трубки, расширительный бак, установленный внутри теплообменника, электронагреватель, соединительные трубки и сливной кран.

Также он может включать рабочую станцию, контроллеры и датчики в зависимости от выбранного типа.

Вакуумные трубки имеют многокомпонентную структуру, состоящую из собственно трубок, созданных из ударопрочного стекла, абсорберов, располагаемых внутри трубок, и ряда прочих вспомогательных элементов.

Вариант такой конструкции собирается преимущественно из уже готового набора. Купив его, можно с легкостью смонтировать солнечный водонагреватель. Цена на него колеблется в зависимости от выдаваемой мощности (количества кВт).

Читайте также: Лучшие садовые гирлянды на солнечных батареях

Преимущества и недостатки пассивных и активных типов

Солнечные водонагреватели с самотечным передвижением теплоносителя называют пассивными. При выборе такого варианта следует учитывать проблему его размещения. Движение воды здесь происходит благодаря разнице плотности холодного и нагретого теплоносителя.

Поэтому такая система должна предусматривать наличие накопительного бака и продуманную систему трубопровода. Такие гелиосистемы имеют низкую скорость накопления нагретой жидкости и это их основной недостаток. Но все плюсы от других гелиосистем в них присутствуют.
Это низкое энергопотребление, отсутствие вредных испарений и выделений, экономическая целесообразность. Поэтому солнечные водонагреватели в случае применения элементов активизации потока жидкости становятся практически незаменимыми.
Однако для этого требуются дополнительные источники энергии, их питающие, поэтому энергетически независимыми они не являются, в отличие от самотечных пассивных моделей.
Среднему классу высокоэффективные солнечные водонагреватели не по карману. Их конструкция включает ряд дорогостоящих компонентов, срок окупаемости которых измеряется годами. Но энергонезависимый солнечный водонагреватель, своими руками выполненный – не выдумка. Его без проблем можно изготовить в домашних условиях.

Кроме того, на рынке представлен широкий ассортимент бойлеров, использующих солнечную энергетику, от мировых производителей. Большая часть подобных гелиосистем использует коллекторы, устанавливаемые на крышах зданий и на прилегающей к ним территории под углом, оптимально подобранным для заданной климатической зоны.

Часть таких изделий полностью энергонезависимы от других источников энергии. Подбор модели происходит исключительно по выдвигаемым требованиям к мощности устройства и возможности его установки в заданных условиях.

Их применение может иметь временный или постоянный характер для нагрева воды с конкретной заданной целью или для общего пользования.

Источник:

Как изготовить солнечный водонагреватель своими руками

Это, действительно, очень просто – сделать солнечный водонагреватель своими руками. Но прежде нужно определиться с тем, как будет использоваться горячая вода. От этого будет зависеть и конструкция водонагревателя. А она может быть очень простой.

Например, обыкновенная бочка с водой на крыше маленькой будочки на даче. А в днище этой самой бочки вставлен рассекатель. Это импровизированный летний душ.

А может водонагреватель быть и очень сложным, с использованием зеркал, вакуумных трубок, насосов, солнечных батарей.

Конечно, если речь идет только о том, чтобы помыться после работы на дачном огороде, то здесь, действительно, вполне достаточно установить на возвышении бочку, покрасить ее в черный цвет, вставить в днище душ-рассекатель, заполнить эту бочку водой. Это самый примитивный солнечный водонагреватель, запасов воды которого хватит, чтобы принять душ после сельхозработ на дачном участке.

Но ведь дача, по сути, не только сад и огород. Дача – это прежде всего место для отдыха. И обустроить это место нужно так, чтобы здесь можно было не только приятно проводить время, но и жить. Солнечные батареи обеспечат дом электричеством, а солнечные водонагреватели нагреют воду и для бытовых нужд, и для отопления дома.

Типы солнечных водонагревателей

Конструктивно системы солнечного нагрева воды можно разделить на три типа. Это системы с плоским коллектором, на вакуумных трубках и на параболоцилиндрических концентраторах. Все они в настоящее время выпускаются промышленностью. Принцип работы у всех систем один – нагревается теплоноситель, который поступает в теплообменник бака–расширителя и отдает свое тепло воде.

Самой простой является система солнечного нагрева воды на базе плоского коллектора. В простейшем варианте эта система состоит из одного или нескольких плоских коллекторов и бака-расширителя. Коллекторы размещаются ниже бака.

Нагретая в коллекторе вода по законам конвекции поднимается в бак, а холодная вода из бака опускается в коллектор. Это так называемый безнапорный принцип горячего водоснабжения.

Но, как правило, солнечные коллекторы устанавливаются выше бака, а в этом случае конвекционная циркуляция воды не работает, поэтому в системе необходимо установить водяной насос для подачи холодной воды в зону нагрева.

Наиболее эффективная система подогрева воды строится на базе вакуумных трубок. Вакуумная трубка представляет собой конструкцию из двух трубок, вставленных одна в другую. Наружная трубка стеклянная, внутренняя делается из меди, причем верхняя ее часть несколько шире основной и запаяна.

Эта медная трубка покрывается черной термостойкой краской. Из пространства между этими трубками выкачивается воздух для обеспечения наилучшей термоизоляции. Во внутренней трубке находится легкокипящая жидкость.

Под воздействием солнечного излучения медная трубка нагревается, жидкость в ней испаряется, пар поднимается вверх, нагревая наконечник трубки. Наконечник может разогреваться до 250°С.

Он вставляется в трубу, по которой циркулирует теплоноситель. Отдавая тепло теплоносителю, пар в медной трубке конденсируется, и охлажденная жидкость опускается по стенкам вниз. Цикл повторяется бесконечно.

В отличие от солнечных коллекторов, в которых нагревательными элементами служат вакуумные трубки, в параболоцилиндрических концентраторах зона нагрева находится в фокусе длинного параболического зеркала. Температура в фокусе этого зеркала может достигать 300°С. Нагретый теплоноситель, циркулирующей в системе, поступает в теплообменник бака-расширителя, нагревая находящуюся в нем воду.

Недостатком такой системы солнечного нагрева воды является необходимость позиционирования параболического зеркала на солнце. Промышленные системы оснащаются устройствами слежения за солнцем и исполнительными механизмами, которые поворачивают зеркало.

Самодельные солнечные водонагреватели

Для дачи с всего одним легким летним домиком, куда приезжают только в теплое время года и только на выходные, нет смысла сооружать капитальную систему горячего водоснабжения. Чтобы сделать здесь солнечную систему нагрева воды, потребуется совсем не так много времени и денежных средств.

Для сооружения солнечного коллектора понадобятся доски размерами 200х15х2 см, ДВП, каленое стекло, лист жести или кровельного железа размером 2х1 метр, деревянные бруски 5х5 см длиной в 1 метр, медная трубка, пенопласт, черная термостойкая краска, клей «Герметик».

Сначала из досок сбивается короб размером 2х1 метр. Из ДВП делается днище короба. Для прочности в двух местах прибиваются поперечины из брусков. Все стыки внешних стенок короба тщательно обрабатываются клеем «Герметик». Затем на дно короба укладывается термоизоляция – пенопласт. К листу жести жестко крепится плоский змеевик, выгнутый из медной трубки.

Чтобы при изгибании на трубке не было заломов, в нее нужно предварительно насыпать обыкновенную соль, которая потом легко вымывается. В качестве такого змеевика можно использовать змеевик от старого холодильника. Предварительно его нужно будет тщательно промыть от остатков фреона.

Затем этот лист жести со змеевиком крепится в коробе на брусках жесткости. Концы змеевика выводятся в специально просверленные в коробе отверстия. Затем вся эта конструкция покрывается изнутри черной термостойкой краской.

Желательно в два слоя. После того, как краска просохнет, короб накрывается стеклом. Все стыки, швы, отверстия с выведенными патрубками змеевика тщательно герметизируются. Снаружи короб покрывается серебристой краской.

Теперь пришла очередь бака-расширителя. Из чего сделать бак емкостью 100 – 120 литров, особого значения не имеет. Важно, чтобы этот бак был тщательно покрыт слоем теплоизоляции. В нижней части бака помещается спиралеобразный медный змеевик теплообменника, который трубами соединяется с коллектором. Сам бак будет наполняться водой из магистрали.

Уровень воды в баке должен контролироваться поплавковым краном. После того, как коллектор будет стационарно установлен в месте, максимально освещаемом солнцем, его соединяют со змеевиком теплообменника в баке.

В контур теплоносителя для обеспечения циркуляции подключается маломощный водяной насос. После завершения всех подготовительных работ в систему коллектора заливается вода с антифризом, чтобы теплоноситель не превратился в лед во время возможных ночных заморозков.

Для дачи с более серьезными коммуникациями потребуется и более основательная система подогрева воды. Ведь здесь может понадобиться горячая вода, например, для бассейна, теплицы, для отопления дома зимой. В этом случае в качестве коллекторов целесообразно использовать наборы вакуумных трубок. Даже зимой в холостом режиме на наконечнике такой трубки температура превышает 200°С.

В остальном же устройство системы горячего водоснабжения ничем не отличается от системы с плоским коллектором.

Сделать своими руками гелиевый нагреватель вовсе не трудно. Это будет намного дешевле аналогичных промышленных изделий, у которых стоимость самых простых составляет 35 — 40 тысяч рублей. Стоимость сложных систем может достигать нескольких сотен тысяч рублей. А добротно сделанный своими руками коллектор будет нагревать воду ничуть не хуже фирменного, но стоить будет намного меньше.

Источник:

Солнечный водонагреватель своими руками: принцип действия, материалы и инструменты, процесс сборки

Солнечный нагреватель для воды — это великолепный способ снизить потребление энергоресурсов, тем самым сэкономив бюджет. Солнечная энергия, может как минимум полгода нагревать воду для различных нужд, а в другое время ещё и помогать отапливать жилище.

Принцип действия солнечного водонагревателя

Современные нагреватели действуют в качестве оборудования для переработки солнечного света в тепловую энергию. Они, способны отопить дом и обеспечить нагрев воды преимущественно в солнечных районах, при условии, что установлены на большой открытой площади.

Существует много типов солнечных нагревателей, но принцип работы у всех один. Все системы состоят из контура с последовательным размещением приборов, которые передают тепловую энергию. Основой аппарата являются солнечные батареи, работающие за счёт солнечных коллекторов.

Коллектор представляет собой совокупность соединённых между собой труб. По ним циркулирует вода, незамерзающая жидкость или обычный воздух, которые обеспечивают охлаждение механизма. Циркуляцию провоцируют испарения и изменение давления внутри системы.

Накапливание энергии обеспечивается специальными абсорберами. Абсорбер – железная пластина, присоединённая к трубам, с зачернённой поверхностью.

При изготовлении крышки водонагревателя используют материал, который способен без проблем пропускать солнечный свет (обычно это ударопрочное стекло).
Материалы из различных полимеров могут плохо переносить прямое попадание ультрафиолетовых лучей, поэтому при их использовании устанавливается качественная охладительная система (в основном используется антифриз).
Если аппарат устанавливается для отопления небольшого помещения без собственной отопительной системы, то сооружается небольшая одноконтурная конструкция.
Стоит отметить, что работать она будет только солнечным летом.

В случае с установкой нагревателя в двухконтурные конструкции, следует учитывать, что коллектор будет обрабатывать только один контур. Основная нагрузка будет возлагаться на встроенную в помещение отопительную систему.

Несмотря на зависимость подобного типа нагревателей от солнечной летней погоды, востребованность на рынке с каждым годом растёт. Своё признание они нашли у людей, стремящихся использовать природную энергию по максимуму.

Аппарат представляет собой трубчатый радиатор, с диаметром 1 дюйм, помещённый в деревянную коробку. Теплоизолировать конструкцию можно с помощью пенопласта.

При помощи оцинкованного железного листа нужно дополнительно изолировать дно устройства.

Обязательно нужно окрасить материалы в чёрный цвет для ускорения процесса нагревания, за исключением стеклянной крышки, которая окрашивается белой краской.

В качестве ёмкости для воды можно использовать большую железную бочку, которая помещается в коробку из дерева или фанеры. Пустое пространство нужно обязательно заполнить. Для этого подойдут опилки, песок, керамзит и т. п.

Инструменты и материалы для водонагревателя своими руками

Для конструирования солнечного водонагревателя необходимы следующие материалы и инструменты:

стекло с рамой;
строительный картон под дно;
дерево или фанера для коробки под бочку;
соединительная муфта;
наполнитель для пустого пространства (песок, опилки и т.п.);
железные уголки накладки;
труба для радиатора;
крепления (например, хомуты);
оцинкованный железный лист;
железный бак с большим объёмом (300 литров достаточно);
краска чёрная, белая и посеребрённая;
деревянные бруски.

Процесс изготовления солнечного водонагревателя

Процесс изготовления солнечного коллектора собственными руками не только увлекателен, но и приносит массу выгод. Созданное устройство позволит рационально использовать солнечное излучение для решения разнообразных хозяйственных задач. Специфика создания коллектора поэтапно выглядит следующим образом:

Для начала нужно изготовить коробку под бак, которую нужно укрепить брусьями.
Снизу накладывается теплоизоляционный материал, поверх которого устанавливается металлический лист.
Сверху ставится радиатор, который нужно как следует закрепить подготовленными креплениями.
Малейшие щели в корпусе конструкции должны быть замазаны и загерметизированы.
Трубы и металлический лист должны быть окрашены в чёрный цвет.
Бочка и коробка окрашиваются в серебряный цвет и после просушки бак устанавливается в деревянную конструкцию.
Пустое пространство засыпается заготовленным наполнителем.
Для обеспечения постоянного давления можно приобрести аквакамеру с поплавком, которая устанавливается в накопитель воды.
Конструкция должна размещаться на солнечном пространстве под углом к горизонту.
Далее система соединяется между собой трубами (их количество и материал зависит от размеров и типажа проекта).
Во избежание образования воздушных пробок, нужно начинать заполнение с нижней части радиатора.
По такой системе, нагретая вода движется наверх, вытесняя тем самым холодную, которая в следствии попадает в радиатор и греется.

Читайте также: Отопление тепловым насосом воздух-воздух

Если всё рассчитано верно, через некоторое время из выходной трубы пойдёт тёплая вода. Не стоит забывать, что обязательным условием является солнечная погода. Так, температура внутри системы водонагревателя может быть в районе 70 градусов. Разница температуры воды на входе и выходе составит 10–15 градусов. В ночное время суток рекомендуется перекрыть доступ воды, во избежание теплопотери.

Производительность такого прибора значительно уступает магазинным нагревателям. КПД самодельного аппарата будет куда ниже, но если нет нужды в приобретении столь дорогостоящей системы, можно всё сделать своими руками.

Преимущества сборки водонагревателя своими руками

При сооружении нагревателей под свои нужды, люди обычно учитывают все нюансы и делают пользование системой максимально удобным для себя. Как правило, материалы выбираются для создания определённого вида и под различные нужды.

Так, летом строят импровизированный душ на улице, подогрев для бассейна, обогреватель для небольшой беседки в прохладный вечер, дополнительный обогрев теплиц и многое другое.

Главным плюсом является экономия средств на покупке магазинных отопительных радиаторов и полная безопасность для экологии.

Источник:

Солнечный водонагреватель своими руками

Солнечный нагреватель воды представляет собой разновидность коллектора, который аккумулирует солнечное излучение, преобразовывая его в тепло, и производит горячую воду для потребительских нужд.

Идея использования солнечной энергии для подогрева воды возникла давно. Так, прототип современного солнечного водонагревателя был создан еще в XVIII веке в Швейцарии. На сегодняшний день такой способ нагрева воды достаточно популярен.

Мировым лидером по применению и производству солнечных нагревателей традиционно является Китай. В этой стране солнечную энергию для нагревания воды используют 60 млн. домохозяйств. А в Израиле 85% квартир имеют солнечные нагреватели.

Причем их использование регулируется законом, который действует еще с 1976 года, и обязывает строить жилье с применением таких систем.

Схема солнечной фотоэлектрической системы.

Солнечные нагреватели воды обладают несколькими преимуществами. Во-первых, они позволяют если не ликвидировать совсем, то значительно сократить расход традиционных энергоносителей, таких как газ и электроэнергия. Во-вторых, они уменьшают выбросы углекислого газа в размере, прямо пропорциональном сэкономленной энергии, сокращая таким образом парниковый эффект.

Бак для нагрева воды своими руками

Схема солнечных модулей.

Наиболее распространенный солнечный нагреватель — это летний душ. Сконструировать такую систему горячего водоснабжения можно своими руками. Это совершенно несложно. Основой ее является бак для воды, который нагревается солнечным излучением. Несмотря на свою примитивность, такое сооружение вполне способно удовлетворить потребность в горячей воде в теплое время года.

Самым большим недостатком такого способа нагрева является то, что, несмотря на достаточно высокую температуру воды в баке днем (порой до 45ºС), за ночь она опускается.

Для того чтобы сократить потери тепла в ночное время, необходимо либо утеплять бак на ночь, либо сливать остатки горячей воды в утепленный резервуар. Таким резервуаром могут служить газовые или электрические бойлеры, широко используемые в домашних хозяйствах.

Выбор бойлера в качестве накопителя является оправданным еще и потому, что в пасмурный день вода в баке не прогреется выше 30ºС, и ее в любом случае приходится подогревать.

Выбирая данный вид солнечного нагревателя, необходимо учитывать несколько его недостатков:

необходимость ежедневно наполнять и сливать бак;
в пасмурный день вода в баке не нагревается выше 30ºС.

Монтаж водонагревательного бака

Схема водонагревательной гелиосистемы.

Для сооружения солнечного водонагревательного бака своими руками нам понадобится:

нагревательный резервуар;
бойлер;
водопровод с тремя кранами;
датчик уровня воды.

В качестве нагревательного резервуара можно использовать любую емкость для воды: стальную бочку, куб или даже трубы большого диаметра. Однако наиболее удобным для монтажа и использования является специальный полиэтиленовый бак для летнего душа объемом до 300 л. Он имеет плоскую форму, легкий вес, окрашен в черный цвет, не ржавеет.

Все это обеспечивает рациональное теплопоглощение и несложный монтаж своими руками. Для водопровода следует выбирать металлопластиковые или полипропиленовые трубы для холодной воды. Датчик уровня воды крепится на крышке бака и используется для контроля уровня его наполнения. Схема монтажа и работы данной системы изображена на рисунке.

Для наполнения нагревательного бака водой необходимо закрыть кран 3. Кран 1 и 2 остаются в открытом положении. После заполнения емкости напорный водопровод перекрывается краном 1. В конце дня подогретая вода сливается в бойлер путем открытия крана 3. Если использовать нагреватель нет необходимости, следует перекрыть кран 3 и использовать бойлер в обычном режиме.

Система подогрева воды пассивного типа с использованием солнечного коллектора

Схема принципа работы и устройства солнечной батареи.

Если водонагревательный бак используется исключительно в теплое время года, то солнечный коллектор пассивного типа дает возможность продлить период использования солнечной энергии с марта до октября.

Пассивной такая система называется потому, что в ее конструкции не используется насос. Необходимость догревать воду бойлером в данном случае тоже есть.

Однако существенная экономия энергоресурсов неоспорима.

Основным элементом в такой системе водонагрева является солнечный коллектор. Для того чтобы добиться максимальных показателей эффективности этого элемента наряду с надежностью и простотой сборки, особое внимание следует уделить теплообменнику.

Практика показала, что самым лучшим материалом теплообменника являются стальные или медные тонкостенные трубы. Использование металлопластиковых труб тоже допустимо, однако их минус — вероятность деформации при воздействии солнечного тепла, а также вероятность утечек воды из-за множества соединений.

Если в доме есть старый, ненужный холодильник, то вместо труб можно использовать его змеевик.

Сборка и монтаж солнечного водонагревателя с применением садового шланга своими руками

Схема электросети при использовании солнечных батарей.

Для удешевления конструкции солнечного коллектора и уменьшения его веса металлические трубы можно заменить на простой садовый шланг, скрутив его по спирали своими руками. Его преимущество — отсутствие дополнительных соединений, исключающее протечку, дешевизна, возможность подведения воды от коллектора непосредственно к трубопроводу.

Для сооружения солнечного водонагревателя с коллектором из садового шланга нам понадобится:

оконное стекло;
садовый шланг;
лист полипропилена или ячеистого поликарбоната для основы.

Материал шланга — резина или армированный ПВХ. Внутренний диаметр — не менее 19 мм для снижения уровня гидравлического сопротивления. Толщина стенки шланга — не менее 2,5 мм. При выборе цвета отдать предпочтение лучше черному или темным тонам для улучшения теплоусвоения.

Стекло необходимо выбрать оконное, без селективных покрытий, так как полимерная пленка и органическое стекло плохо задерживают длинноволновое излучение, а так называемое i-стекло отражает коротковолновое.

При выборе между одинарным и двойным остекленением следует руководствоваться правилом: если нагреватель будет использоваться чаще в теплое время года, то предпочтение лучше отдать одинарному остекленению, если в холодный сезон — двойному.

Зазор между пенопластом и стеклом можно загерметизировать своими руками с помощью силикона, клея на водной основе или простой поролоновой прокладки. Расстояние между стеклом и шлангом — 1,2- 2 мм.

Принцип действия такого водонагревателя заключается в своего рода тепловой ловушке: солнечные лучи попадают сквозь стекло, нагревают шланг, который, в свою очередь, тоже отдает тепло, сохраняющееся внутри корпуса водонагревателя при условии его герметичности. В качестве основы для водонагревателя вместо листа пенопласта можно использовать деревянный каркас с прочным днищем и прослойкой между дном и коллектором в виде фольги и резинового коврика.

Монтаж солнечного водонагревателя из садового шланга изображен на схеме.

При монтаже водонагревателя своими руками следует знать, что бойлер должен находиться на уровне не менее 60 см выше верхнего края солнечного коллектора для обеспечения стабильного термосифонного эффекта. Длина подводящего трубопровода между коллектором и бойлером должна быть максимально короткой для уменьшения силы трения при перетекании воды.

Схема змеевика для бойлера.

Для снижения теплопотерь выводы шланга и трубопровод следует теплоизолировать.

Для теплоизоляции внутри помещения, а также на коротких участках трубопровода можно использовать для этих целей теплоизоляцию из пенополиэтилена для труб.

Для теплоизоляции внешних выводов и участков трубопровода более 3-х м лучше воспользоваться фольгированным пенополиуретаном. Для подсоединения шланга к трубопроводу используется хомут для резиновых труб.

Для начала нужно заполнить шланг водой и выпустить из него воздух: закрываем кран 2 и открываем кран горячей воды 6. Вода из напорного водопровода 1 попадает в солнечный коллектор 1. Когда в сливной воде исчезнут пузырьки воздуха, делаем вывод, что воздушных пробок в коллекторе нет.

Потом открываем кран 2, и холодная вода под действием термосифонного эффекта поступает в нагреватель. Для остановки работы коллектора перекрываем кран 3.

Минусом работы данного солнечного водонагревателя является необходимость периодического включения и выключения подачи воды в коллектор краном 3, а также использование бойлера для подогрева воды в конце дня в пасмурную погоду и в холодное время года. В противном случае она перестает циркулировать.

Расчет производительности пассивного водонагревателя

Для расчета производительности пассивного водонагревателя понадобятся следующие показатели:

диаметр шланга;
температура воздуха;
среднее количество солнечных часов за период.

Известно, что 1 м шланга, наружный диаметр которого составляет 25 мм, при температуре воздуха +25 ºС в солнечный день нагревает 3,5 л воды до температуры +45 ºС, а при повышении температуры воздуха до +32 ºС при тех же условиях — до +50 ºС.

Среднегодовой показатель количества солнечных часов для Москвы и Московской области составляет 5,5 часов с учетом пасмурных дней. Таким образом, при длине шланга 10 м в коллекторе производительность составит: 3,5*10*5,5=192,5 л нагретой воды.

Нижняя граница температуры воздуха, при которой работа коллектора полезна, составляет +5 ºС. При понижении температуры воду из коллектора необходимо слить.

Эффективность использования солнечного водонагревателя

Бытует мнение о том, что Россия не подходит для использования солнечной энергии для подогрева воды из-за достаточно холодного климата. Однако это далеко не так.

Для того чтобы определить, эффективны ли солнечные нагреватели в наших широтах, будем оперировать таким понятием, как инсоляция (количество солнечной энергии, попадающей на поверхность Земли). На территории России годовой показатель инсоляции колеблется в пределах от 800 до 1900 кВт-час/м2.

В Московском регионе этот показатель равен 1100 кВт-час/м2. Например, в Германии, с аналогичным показателем инсоляции, такие системы покрывают суммарную площадь более 6 млн. м2.

Солнечные нагреватели вполне применимы в средних широтах нашей страны. Они способны сэкономить до 60% электроэнергии.

По данным исследований, проведенных немецким Институтом строительной физики, среднестатистическая семья из 4-х человек потребляет в среднем 4400 кВт-час в год. Такие количество энергии могут вырабатывать солнечные модули площадью всего 34 м2.

И даже если солнечный нагреватель воды, сделанный своими руками, будет уступать аналогу промышленного производства, экономия энергоносителей все равно остается ощутимой.

Источник:

akkummaster.com

Водонагреватель для бассейна своими руками

Даже от самого красивого и удобного бассейна будет мало толку, если в нем холодная или недостаточно теплая вода. Многим из нас приходилось сталкиваться с неприятным ощущением при окунании в воду, имеющую некомфортную температуру. Исправить положение может наличие приборов, способных ощутимо подогреть большой объем воды. В этой статье мы расскажем, как установить заводской нагревательный прибор или сделать водонагреватель для бассейна своими руками.

Способы нагревания воды

Нагреть воду в бассейне можно различными способами:

При помощи солнечного коллектора.
Тепловым насосом.
Используя электронагреватели.
Задействовав теплообменник.
Топливными водонагревателями.

Чтобы рационально использовать энергию, важно правильно подобрать устройство.

Также мы рассмотрим, как правильно выбрать место для бассейна, каким должен быть его стиль, и какое нужно будет подобрать оборудование. Также расскажем о методах, которые помогут снизить тепловые потери.

Используем солнечную энергию

Даже в самый солнечный день мы можем столкнуться с такой ситуацией, когда вода в бассейне не прогревается до комфортной температуры, и тогда, вместо удовольствия от плескания в бассейне, просто приходится окунуться и сразу выходить, а потом объяснять детям, почему им нельзя купаться. Чтобы такой проблемы не возникло, рассмотрим несколько способов использования солнечной энергии для более эффективного нагрева воды.

Экран

Такое приспособление будет эффективно только для небольших разборных бассейнов.

Для изготовления экрана потребуется лист пенопласта высокой плотности (иначе он будет крошиться) и черная полиэтиленовая пленка. Из листа пенопласта вырезается внутренняя часть, чтобы получилась рамка, поверх которой скобами прикрепляется пленка. Экран кладется на воду необшитой частью вниз. Солнце, нагревая пленку, поднимает температуру под ней. В свою очередь теплый воздух нагревает воду. КПД такого приспособления весьма невысокое, но можно сделать несколько экранов, тогда вода будет нагреваться быстрее.

Еще один способ нагревания воды в бассейне возможен с помощью черной пленки, к которой по углам привязаны грузики. Это может быть достаточно большое по размерам полотно, только обязательно без дырок. Оно погружается не полностью в воду, а так, чтобы посредине оставался купол с воздухом внутри. В зависимости от размеров полотна и глубины бассейна, вес грузиков придется подбирать опытным путем. Это могут быть куски гранита или какого либо другого материала, который не впитывает в себя воду.

Солнечный коллектор

Изготовление солнечного коллектора вполне по силам большинству людей, владеющих инструментом. Мы не будем рассматривать процесс сборки сложных систем, а остановимся лишь на тех, которые можно без проблем сделать в домашних условиях. Чтобы сделать солнечный водонагреватель, можно использовать различные материалы:

Медные трубки. Для изготовления солнечного коллектора из медных трубок наиболее практично их спаять по принципу автомобильного радиатора. Благодаря этому на сравнительно небольшой площади можно расположить большое количество трубок. Если же трубки гнуть, то из-за ограничения радиуса изгиба общая площадь коллектора будет небольшой. Для увеличения КПД нужно делать больший коллектор, в сравнении с паянным.

Алюминиевые трубки. Коллектор из алюминиевых трубок не спаять в домашних условиях, поэтому их можно сгибать и укладывать в каркас.

Черные полимерные трубы. Такой материал просто укладывается спиралью внутри каркаса, фиксируясь внутри него. Труба должна быть цельной.

Черный сотовый поликарбонат. В качестве трубок используются соты поликарбоната. Для изготовления такого коллектора, кроме листа поликарбоната, еще будут нужны пластиковые водопроводные трубы большого диаметра. В трубе по ширине поликарбоната вырезается паз. В этот паз вставляется подготовленный лист так, чтобы соты были внутри трубы. После этого все щели заделываются термоклеем. Водопроводная труба с одной стороны глушится, а с другой стороны, с помощью фитинга крепится труба (или шланг), который будет идти к бассейну. Конструкция располагается так, чтобы одна часть коллектора с приклеенной трубой была внизу, а вторая выше – так система будет работать самотеком. При использовании прозрачного поликарбоната КПД коллектора будет ниже.

Секции плоских стальных радиаторов. Вряд ли кто-то будет разбирать новые радиаторы для того, чтобы из них сделать солнечный коллектор, а вот использовать бывшие в употреблении в самый раз. Под каждый радиатор изготавливается каркас, а получившиеся коллекторы соединяются трубами параллельно.

Подобные устройства можно использовать и для подогрева больших бассейнов, но тогда нужно будет изготовить много коллекторов, которые могут не вписаться в дизайн участка.

Для каждой вышеперечисленной конструкции нужно изготовить каркас с приклеенным на дне светоотражательным (или черным, если используется утеплитель) материалом. Внутри нужно установить и закрепить сам коллектор. Конструкция устанавливается под углом, причем верхняя часть должна не быть выше уровня воды в бассейне. В противном случае придется устанавливать циркуляционный насос.

Есть еще один способ использования энергии солнца – солнечные батареи, вырабатывающие электричество. В таком случае вырабатываемая электроэнергия будет использоваться для подогрева воды. Хотя такая система может функционировать круглогодично, нужно учесть, что стоимость ее очень высокая.

Тепловой насос

Для обогрева большого бассейна можно использовать тепловой насос, но сразу стоит оговориться, что занятие это затратное, хотя и быстро окупаемое.

Тепловой насос можно задействовать не только для подогрева воды в бассейне, но и для обогрева всего дома.

В этой статье мы не будем уделять много времени описанию этого устройства, но если вы всерьез заинтересовались изготовлением теплового насоса, то подробную информацию найдете здесь.

Электронагреватели

Система электронагрева отлично подойдет для бассейна небольшого размера. Это не говорит о том, что такой нагреватель не способен нагреть воду в большом бассейне, просто экономически это будет невыгодно из-за большого расхода электроэнергии. Кроме того, мощные нагреватели выпускаются для работы под напряжением 380 вольт, а в большинстве домов такое оборудование подключить нет возможности.

Выбирая проточный водонагреватель, нужно учитывать не только напряжение для его работы, ни и потребляемую мощность. Может случиться так, что проводка, идущая к дому, не рассчитана на большое энергопотребление.

Для того чтобы определиться, стоит ли связываться с устройством, работающим от электричества, нужно рассмотреть его преимущества и недостатки. Начнем с достоинств:

Весь процесс обогрева можно полностью автоматизировать.
В бассейн сразу начинает поступать горячая вода.
Оборудование компактное.
Простое управление.
Невысокая стоимость оборудования.

Недостатки тоже имеются:

Нужно учитывать возможности электросети.
Большое потребление электроэнергии.
Срок эксплуатации нагревателя находится в прямой зависимости от качества проходящей через него воды.

Что касается установки нагревателя, то эту работу можно выполнить самостоятельно, чего не скажешь о монтаже электропроводки, термостатов и других систем автоматизации (это не касается профессиональных электриков).

Многие производители, стараясь сохранить индивидуальность, выпускают оборудование со своей схемой подключения, подключаемое и настраиваемое по индивидуальной схеме. По этой причине мы не будем подробно останавливаться на этом способе обогрева бассейна.

Так как большую часть работ не получится выполнить самостоятельно, то при выполнении работ самостоятельно, вряд ли получится существенно снизить затраты. Кроме того, из-за неправильной настройки нагревательное оборудование может быстро выйти из строя. В таком случае себестоимость всей системы существенно возрастет.

Теплообменник

Что, такое теплообменник? Не вдаваясь в технические формулировки, можно коротко объяснить – это устройство, имеющее два независимых контура, в котором вода, приходящая от нагревателя, нагревает воду во втором контуре, не смешиваясь с ней.

Теплообменник лишь передает тепло, поэтому нужен нагревательный прибор, от которого он будет запитан.

Не имеет разницы, откуда будет поступать вода в теплообменник. Это может быть:

Электрокотел.
Газовый котел.
Твердотопливный котел.
Котел на жидком топливе.
Тепловой насос.
Солнечная батарея.

Любая из этих систем может быть задействована как для обогрева дома и подогрева воды или только для бассейна.

Из преимуществ стоит отметить такие особенности:

Не нагружает электросеть.
Процесс подогрева воды можно автоматизировать за счет установки термостата.
Простое управление.
Оборудование компактное.
Невысокая стоимость оборудования.
Простота монтажа.

Теперь о недостатках.

Потребуется больше суток, чтобы нагреть залитую воду в бассейн. В дальнейшем постоянная температура поддерживается этим устройством.
Высокая стоимость оборудования.

Часто делается комбинированная система с электронагревателем, который включают только тогда, когда нужно быстро нагреть воду до нужной температуры.

Топливные водонагреватели

Для больших стационарных бассейнов нужны стационарные системы подогрева, но если разборным бассейном решили воспользоваться, к примеру, на даче, то придется долго ждать, пока нагреется в нем вода. В этом случае можно сделать дровяной подогреватель. Самый простой вариант такого устройства состоит из змеевика, расположенного вокруг костра. Под действием насоса через него будет проходить вода и выливаться в бассейн.

Устройство будет более эффективно работать, если змеевик поместить внутри металлического корпуса и сделать решетчатое дно. Такая импровизированная печь устанавливается над приямком или к ней привариваются ножки. Концы трубы змеевика должны быть выведены подальше от очага пламени, чтобы не расплавился натянутый на них шланг. Поскольку нагрев воды в трубах происходит очень быстро, потребуется подключение циркуляционного насоса.

Преимущество такого устройства в том, что можно сочетать приятное с полезным – сжигать мусор и греть воду. Что касается топлива, то это может быть всё, что хорошо горит.

Не стоит использовать в качестве топлива старые автомобильные покрышки, так как при их сгорании выделяется черный токсичный дым и образуется много сажи, которая будет оседать на участке.

Если нет желания или возможности делать самодельный водонагреватель, то можно приобрести такой агрегат заводского изготовления.

Как снизить тепловые потери

Ни для кого не секрет, что вода остывает, но этот процесс можно замедлить, если позаботиться о методах теплосбережения.

Дети очень любят плескаться и брызгаться в воде – явление вполне нормальное, но при невысокой температуре воздуха это приведет к ускоренному остыванию воды в небольшом по объему бассейне.

Крытый или открытый бассейн

В зависимости от ответа на этот вопрос, потребуются разные меры для сохранения тепла.

Если еще во время строительства бассейн не был утеплен, то огромная часть тепла будет уходить через стены.

Для открытого бассейна, когда им никто не пользуется, можно использовать теплосберегающие жалюзи, которые расстилаются поверх воды.

Также можно использовать обогревающее покрывало.

Под куполом крытого бассейна также нужно поддерживать комфортную температуру воздуха. Если это не сделать, то вода будет быстро остывать, испаряясь из бассейна, что приведет к появлению повышенной влажности внутри помещения. Кроме того, чаще придется добавлять в бассейн воду с водопровода, на разогрев которой потребуется больше энергии, нежели обычно.

Крышу лучше сделать из материала, который будет пропускать достаточно солнечного света (стекло, поликарбонат). Это будет способствовать прогреву помещения и воды, словно в теплице. Недостатком такого метода является то, что в зимнее время прозрачная крыша не сможет удерживать внутри тепло.

Сэкономить тепло в бассейне поможет грамотно подобранная облицовка внутри бассейна. Покрытие должно не отражать солнечные лучи, а поглощать их.

Надеемся, что вы нашли в статье нужную информацию и сможете ей воспользоваться. Также с радостью прочитаем, какие способы нагрева воды в бассейне вы знаете. Такую информацию вы можете оставить в разделе, посвященному комментариям.

Видео

Посмотрите видео про подогрев бассейна с помощью солнечного коллектора:

Узнайте, как устроить подгорев воды в бассейне с помощью теплообменника:

www.stroitelstvosovety.ru

Как сделать солнечный водонагреватель для дома своими руками?

Солнечные водонагреватели для дома

Гелиосистема нагрева воды состоит из:

Коллектор. Представляет собой совокупность труб небольшого диаметра. Проходя по ним, вода успевает прогреться солнечным светом.
Электронасос, создающий давление воды в системе. Некоторые модели работают за счет естественных сил гравитации.
Система трубопроводов.
Накопительный бак для прогретой воды. Целесообразно устанавливать, когда велика вероятность частой смены погодных условий. Бак сохранит горячую воду на следующий (пасмурный) день Предусмотрен не во всех моделях. Кроме того, внутри накопительной емкости может устанавливаться электроТЭН, чтобы подогревать воду до нужной температуры в пасмурные дни. Даже в этом случае наблюдается значительная экономия электричества.

Несколько причин купить газовые водонагреватели проточного типа >>>

Типы водонагревательных систем:

1.По подаче воды:

активные – вода подается электронасосом;
пассивные – подается естественным путем.

2.Структура контура (у активных модификаций):

с открытым контуром, в котором непосредственно циркулирует жидкость, использующаяся для горячего водоснабжения;
с закрытым контуром (заполняются антифризом, другой жидкостью, позволяющей использовать водонагреватель при минусовой температуре. Циркулирует внутри змеевика, прогревая жидкость внутри накопительного резервуара).

3.Способ прогревания воды:

накопительные (вода прогревается в емкости);
проточные (течет по протяженной системе труб теплообменника, прогреваясь солнечным теплом).

Накопительный водонагреватель

Накопительная гелиосистема своими руками

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:

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

Комбинируемые водонагреватели: особенности оборудования >>>

Проточный нагреватель воды

Как сделать самостоятельно проточный гелиоколлектор

Рассмотрим несколько вариантов самостоятельного изготовления солнечного водонагревателя проточного типа.

Материалы:

резиновый садовый шланг;
деревянный каркас;
утеплитель;
теплопоглощающий материал;
стекло.

Инструкция:

Бухта шланга скручивается по спирали, закрепляется в таком положении.
Под необходимое количество таких теплообменников изготавливается деревянный каркас.
Дно устилается утеплителем (пенопласт, минвата).
Сверху покрывается темным материалом, он должен быть матовым, так как глянцевый или зеркальный будет отражать солнечные лучи.
На темную поверхность укладываются бухты шлангов, закрепляются. Их также желательно окрасить в черный цвет.
Внутри рамы просверливаются отверстия по диаметру шлангов для входов/выходов горячей/холодной воды.
Сверху на деревянное основание укладывается стекло, закрепляется герметиком.
Система подключается к водопроводу.

Водонагреватель для бассейна

Преимущества и недостатки

Преимущества водонагревательной гелиосистемы своими руками:

Невысокая стоимость.
Возможность собрать конструкцию самостоятельно.
Использование бесплатной солнечной энергии.
Экономия электроэнергии в теплое время года до 60%.
Подогрев воды, отопление дома на местности, где не подведены коммуникации.
При правильной организации возможно круглогодичное использование.

Недостатки:

Зависимость от погодных условий.
Невозможность функционировать в межсезонье.
При установке в местности со сменным климатом рекомендуется дополнительный источник подогрева.
Невысокая производительная мощность.
Оборудование места для установки.
Для принудительной циркуляции жидкости в системе необходим электронасос, что приводит к дополнительным затратам.

foundmaster.ru

Смотрите также

Строительство

Наши регионы

Солнечный водонагреватель своими руками для бассейна

Солнечный водонагреватель для бассейна - Строим баню или сауну

Солнечные водонагреватели для дома

Накопительный водонагреватель

Накопительная гелиосистема своими руками

Проточный нагреватель воды

Как сделать самостоятельно проточный гелиоколлектор

Водонагреватель для бассейна

Преимущества и недостатки

Принцип действия

Виды устройств

Средние цены

Какой выбрать для бассейна?

Как сделать своими руками простейший водонагреватель

Одноконтурные системы нагрева воды

Двухконтурные системы нагрева воды

Поговорим о коллекторе

Каково устройство прибора

Что понадобится для сборки

Подготовка к работе

Рабочий процесс

Рекомендации по сборке

Заключение

Солнечный коллектор для дома, бассейна

Схемы подключения солнечного коллектора

Автоматизация систем отопления и ГВС с солнечным коллектором

Какой солнечный коллектор лучше выбрать

Как сделать солнечный водонагреватель своими руками

Делаем простой солнечный коллектор своими руками

Как сделать солнечный водонагреватель для дома своими руками?

Солнечные водонагреватели для дома

Накопительный водонагреватель

Накопительная гелиосистема своими руками

Как сделать солнечный водонагреватель самостоятельно?

Как действует солнечная энергия в приборе

Заводской вариант

Как действует устройство

Другие варианты передачи тепла

Самодельные солнечные водонагреватели

Простой солнечный водонагреватель

Как собрать приемник тепла

Как выбрать правильный материал

Особенности самодельных солнечных водонагревателей

Легкий самодельный солнечный тепловой водонагреватель с медными трубками

В чём суть идеи бесплатного источника тепловой энергии

Основные детали коллектора

Солнечные водонагреватели своими руками: схема :

Солнечные водонагреватели с древности до современности

Виды и классификация приборов

Производители и потребители

Ценовая политика и материалы для изготовления

Домашний солнечный водонагреватель своими руками: схема конструкции

Вакуумная модель и ее особенности

Преимущества и недостатки пассивных и активных типов

Как изготовить солнечный водонагреватель своими руками

Типы солнечных водонагревателей

Самодельные солнечные водонагреватели

Солнечный водонагреватель своими руками: принцип действия, материалы и инструменты, процесс сборки

Принцип действия солнечного водонагревателя

Инструменты и материалы для водонагревателя своими руками

Процесс изготовления солнечного водонагревателя

Преимущества сборки водонагревателя своими руками

Солнечный водонагреватель своими руками

Бак для нагрева воды своими руками

Монтаж водонагревательного бака

Система подогрева воды пассивного типа с использованием солнечного коллектора

Сборка и монтаж солнечного водонагревателя с применением садового шланга своими руками

Расчет производительности пассивного водонагревателя

Эффективность использования солнечного водонагревателя

Водонагреватель для бассейна своими руками

Способы нагревания воды

Используем солнечную энергию

Экран

Солнечный коллектор

Тепловой насос

Электронагреватели

Теплообменник

Топливные водонагреватели

Как снизить тепловые потери