Самодельные солнечные водонагреватели

Содержание

Как сделать солнечный водонагреватель

Самодельные солнечные водонагреватели

Солнце является мощным и бесконечным источником тепловой энергии для нашей планеты. Она достается нам абсолютно бесплатно, отсюда и возникла идея использовать ее для потребностей человека.

Другое дело, что устройства – преобразователи солнечного излучения в тепло нынче достаточно дороги. Даже небольшой солнечный коллектор заводского изготовления стоит приличных денег.

Зато собственноручно смастерить самодельный солнечный водонагреватель может любой желающий, а как это сделать, будет рассказано в этой статье.

Принципе действия водонагревателя

Чтобы взяться за дело с пониманием вопроса, следует вначале разобраться, в чем заключается принцип работы солнечного водонагревателя. В качестве примера лучше всего взять заводской аппарат, который в состоянии подогревать воду даже в зимнее время, хотя в гораздо меньших объемах, нежели летом.

Устройство представляет собой батарею, собранную из множества отдельных элементов в виде стеклянных трубок.Внутри каждой трубки, изготавливаемой из кварцевого стекла, располагается еще одна, окрашенная в черный цвет и наполненная веществом, что испаряется при низких температурах.

С целью не допустить потерь тепла изнутри, а также избежать воздействия окружающей среды снаружи, из пространства между трубками удален воздух.

Концы всех элементов входят в горизонтальный коллектор, где протекает нагреваемая вода.

Подобные вакуумные трубки для водонагревателя весьма эффективно поглощают солнечное тепло и передают его воде за счет испарения / конденсации вещества (рабочего тела).

Система функционирует следующим образом:

  • под воздействием солнечных лучей рабочее тело превращается в пар и поднимается в верхнюю часть стеклянной колбы;
  • контактируя сквозь стенки с потоком воды, вещество отдает ему тепловую энергию и возвращается в жидкое агрегатное состояние;
  • подчиняясь силе тяжести, рабочее тело стекает в нижнюю часть, где цикл начинается заново;
  • обычно солнечные водонагреватели, находящиеся на крыше, присоединяются к дополнительному змеевику бойлера косвенного нагрева. Таким способом осуществляется передача теплоты домашней отопительной сети.

Примечание. Вакуумные трубки изготавливаются из кварцевого стекла, которое, в отличие от обычного, пропускает волны ультрафиолетового диапазона. Это позволяет поглощать энергию солнца во время облачности и в холодный период года.

Как нетрудно догадаться, соорудить подобную конструкцию в домашних условиях невозможно. Приведем более удачный пример: безнапорный водонагреватель, где происходит передача тепла напрямую, без посредника.

В прямоугольный корпус с хорошо утепленной задней стенкой помещен змеевик из меди, подключенный к накопительному баку.

В контуре естественным образом циркулирует вода, нагреваясь от солнца напрямую, вследствие чего температура в накопительной емкости постепенно возрастает.

Трубка змеевика запрессована в металлическую пластину – теплоприемник темного цвета, от воздействия осадков она защищена прочным стеклом. Данный солнечный накопительный водонагреватель не так дорог, как вакуумный, но и менее эффективен. Он хорошо действует только в солнечную безоблачную погоду. Зато его конструкция проще и может быть реализована в домашних условиях.

Для справки. Существует еще один способ воспользоваться энергией солнца – установить обычный водонагреватель на солнечных батареях, вырабатывающих электричество. Но такая система очень дорога, хотя может функционировать круглогодично.

Выбор материалов

Итак, определившись с концепцией будущего солнечного нагревателя для воды, перейдем к подбору материалов для теплообменника. Тут есть из чего выбирать, нагревательный контур можно сделать из:

  • медной трубки – идеальный вариант;
  • черных полимерных труб;
  • секций плоских стальных радиаторов;
  • алюминиевых трубок.

Примечание. Мастера – умельцы, давно воплотившие идею в жизнь у себя дома, применяли в качестве нагреваемого контура резиновый садовый шланг черного цвета или теплообменник от старого холодильника.

Сложнее всего определить теплообменную поверхность змеевика. Если вместо него взять стальные радиаторы, то долго думать не придется. Все равно больше 2 панелей в одном корпусе установить не получится, иначе конструкция будет слишком тяжелой.

В остальных случаях солнечный водонагреватель, сделанный своими руками, надо рассчитывать экспериментальным путем. Солнечная активность в каждом регионе разная, также играет роль расположение дома и его ориентация в пространстве.

Поэтому дать однозначные рекомендации о длине змеевика из такого-то материала затруднительно, ее надо определить индивидуально.

Для изготовления корпуса теплоприемника можно взять деревянные доски и лист фанеры, а вместо лицевой панели из стекла применить такой простой материал, как поликарбонат. Он прозрачен и достаточно прочен, разбить его не сможет даже сильный град.

Так что водонагреватель из поликарбоната выйдет ничем не хуже стеклянного. Что касается накопительного бака, то его можно смастерить из листового металла либо приобрести готовую пластмассовую или стальную емкость. Соединительные трубы проще всего поставить полимерные, например, из металлопластика.

Рекомендации по изготовлению

Для тех, кто предпочитает простые решения, есть вариант, давно придуманный нашими дедами. На крышу дома или отдельной душевой устанавливается один либо несколько баков, выкрашенных в черный цвет.

Такой водонагреватель работает просто: теплая вода по вертикальной трубе из бочки течет прямо в душевую, стоит только открыть кран. Для заполнения емкости к ней прокладывается водопроводная магистраль.

При хорошей солнечной активности в летнее время вода в бочке нагревается буквально за несколько часов.

Простой бак на крыше не сравнится с солнечным коллектором по эффективности, пусть даже и самодельным. Поэтому, определившись с размерами теплоприемника, надо изготовить корпус, куда потом следует поместить змеевик.

Предпочтительнее его собрать из дерева, оно не так сильно пропускает тепло, как металл. Перед укладкой теплообменника заднюю стенку необходимо утеплить слоем пенопласта.

Общая схема солнечного водонагревателя с накопительным и подпиточным резервуаром представлена на рисунке:

Просто собрать тепловой приемник своими руками – это еще не вся работа, нужно его правильно задействовать в системе водоснабжения.

Показанная на схеме солнечная водонагревательная установка состоит из бака – аккумулятора, емкости подпитки и самого коллектора. Не стоит ставить лишнее насосное оборудование, надо позволить воде циркулировать естественным образом.

Необходимо проследить, чтобы аккумулятор стоял немного выше теплоприемника, а подпиточная емкость – выше аккумулирующей.

Резервуар для горячей воды следует обязательно утеплить, для этого подойдет любой рулонный материал.

Чтобы накопительный водонагреватель функционировал в автоматическом режиме, во втором бачке нужно поставить поплавковый клапан, реагирующий на снижение уровня жидкости. К патрубку клапана подводится труба от водопровода.

Теперь во время расхода в основном резервуаре при помывке в его нижнюю зону будет подаваться холодная вода. Не забудьте предусмотреть вертикальный патрубок для выпуска воздуха, поднятый на необходимую высоту.

Заключение

Благодаря солнечной энергии в теплое время года ваш частный дом или дача может быть обеспечена горячей водой, за которую не придется платить. Затраты, что придется понести при изготовлении водонагревательной установки, минимальны: надо купить трубы, краны и прочие недостающие материалы. Вложения средств в самодельную систему несравнимы с ценой заводских солнечных коллекторов.

Источник: https://cotlix.com/kak-sdelat-solnechnyj-vodonagrevatel

Солнечный водонагреватель: Его можно сделать своими руками!

Самодельные солнечные водонагреватели

Последнее время тарифы ЖКХ постоянно растут. Чтобы обезопасить себя от этого роста, нужно думать головой и принимать какие-то меры. Под лежачий камень, понятное дело, вода не потечет. Мы же, со своей стороны, хотим подбросить вам небольшую идейку и рассказать вам, как сделать собственными силами солнечный водонагреватель.

Солнечный водонагреватель заводского изготовления штука просто великолепная. Но, как и все хорошие вещи, это устройство стоит хороших денег. Так почему бы не сделать его своими руками? Благо, его схема довольно проста, а процесс изготовления под силу любому мастеровому человеку.

Как изготовить простейшую модель солнечного водонагревателя

Простейшим решением солнечного водонагревателя является бочка, окрашенная в черный цвет и установленная на крыше. Внутридомовая магистраль подключается к этой бочке и подает подогретую воду в точки раздачи.

Бочку можно заменить простым достаточно мелким корытом, закрываемым прозрачной крышкой. В обоих случаях система должна включать в себя:

  • трубу подачи холодной воды;
  • трубу перелива;
  • запорные элементы;
  • трубу выпуска подогретой воды.

Однако при облачной погоде оба этих варианта характеризуются крайне низкой эффективностью. Что же касается использования корыта, то дело осложняется необходимостью держать его в горизонтальном положении. Это не позволяет придать емкости такое положение относительно солнца, в котором обеспечивается максимальный нагрев воды.

Вас интересуют вопросы, связанные с солнечными батареями? Много интересной информации по этому вопросу вы сможете найти вот в этой статье.

Основными элементами этого устройства являются:

  • подпиточная емкость;
  • аккумулирующий бак;
  • коллектор.

Достаточно подробно об изготовлении солнечного водонагревателя рассказывается в следующем видео:

По мнению знатоков, насос в систему устанавливать не сто́ит. Циркуляция воды должна происходить естественным путем.

Чтобы добиться этого эффекта, бак необходимо установить выше теплоприемника, тогда как подпиточная емкость должна находиться выше аккумулирующей.

Другая дельная рекомендация знатоков состоит в установке теплоизоляции на резервуар, содержащий подогретую воду. Для этого можно использовать любой рулонный утеплитель.

Чтобы автоматизировать процесс пополнения воды в системе, второй бак следует оснастить поплавковым клапаном.

В системе также должен иметься вертикальный патрубок, обеспечивающий выпуск воздуха. Для обеспечения большей эффективности его, как правило, поднимают на довольно приличную высоту.

Выбор правильного материала для солнечного водонагревателя

Нагреватель можно изготовить из различных материалов. Можно, например, воспользоваться:

  • черными полимерными трубами;
  • медными или алюминиевыми трубками;
  • секциями плоских радиаторов из стали;
  • теплообменником, от пришедшего в негодность холодильника.

Основные конструктивные особенности

Основной вопрос взявшихся за изготовление солнечного водонагревателя касается размеров теплообменника. Четких рекомендаций на этот счет не существует. Если вы используете, например, стальные радиаторы, то больше двух панелей брать не стоит. Это позволит избежать утяжеления конструкции. Что же касается других материалов, то определяться приходится, исходя из конкретных обстоятельств.

Для изготовления корпуса можно воспользоваться фанерой или деревянными досками. Лицевую сторону можно укрыть прозрачным поликарбонатом, который отличается довольно большой прочностью. Накопительный бак изготавливают из листовых материалов. Лучшим вариантом является приобретение готовой емкости. Соединить же все элементы можно с помощью полимерных или металлопластиковых труб.

Чем привлекательны самодельные солнечные водонагреватели

Достоинства самодельных солнечных водонагревателей вполне очевидны:

  • затраты на них окупаются довольно быстро;
  • как и заводские модели, они позволяют экономить топливо и, соответственно, деньги;
  • изделие готово к использованию практически немедленно.

Итак, теперь вы знаете основы данного вопроса и готовы к тому, чтобы спроектировать и сделать своими руками солнечный водонагреватель. Сделав его, вы сумеете существенно снизить расходы, связанные с содержанием своего жилища.

Мне нравится!103Мне не нравится!7

Источник: https://www.allremont59.ru/inzhenerka/vodosnab/solnechnyiy-vodonagrevatel-svoimi-rukami.html

Солнечный водонагреватель своими руками

Самодельные солнечные водонагреватели

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.

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

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.

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.

  1. 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.
  2. Внутри каждой из таких трубок спрятана другая – черного цвета с веществом (рабочим телом), которое будет испаряться при определенных температурных условиях.
  3. Внутри трубок абсолютный вакуум – это позволяет избежать теплопотерь.
  4. 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:

  1. Солнечные лучи превращают рабочее тело в паровую субстанцию, которая поднимается в верхнюю часть колбы.
  2. Поток воды будет нагреваться через стенку той тепловой энергией, которую отдаст ему рабочее тело.
  3. Исполнив свою миссию, пар снова становится жидкостью и стекает вниз, где все благополучно повторяется.
  4. 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:

  1. Неэффективность простого бака при облаках.
  2. Корыто-нагреватель следует наполнять каждое утро, накрывая его. Когда солнце скрыто за облаками, следует оценить степень нагретой воды и слить её для дальнейшего использования.
  3. 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.

Источник: https://akkummaster.com/prochee/alternativnaya-energiya/samodelnyj-solnechnyj-vodonagrevatel.html

Самодельный солнечный водонагреватель

Самодельные солнечные водонагреватели

Наиболее приоритетным направлением современной теплоэнергетики является активное внедрение альтернативных источников энергии.

Это позволяет снабжать как промышленные, так и бытовые помещения качественной тепловой энергией, необходимой для работы систем отопления и горячего водоснабжения. Популярность товаров данного сегмента обусловлена их прекрасными потребительскими характеристиками.

Экологичность, простота обслуживания и монтажа, высокая экономическая эффективность, автономность и мобильность – все это присуще современным климатическим установкам.

Самодельный водонагреватель

Особенность альтернативных теплоэнергетических систем основана на максимальном вовлечении в технологический процесс производства тепловой энергии бесплатных, возобновляемых ресурсов природы. Вода, ветер, грунт, воздух могут служить прекрасными источниками тепла для создания комфортных условий в любой сфере деятельности современного человека.

Безусловно, промышленное производство альтернативных теплогенераторов, в настоящее время, осуществляется в широчайшем ассортименте, что связано с непрекращающимся спросом на продукцию такого рода.

Однако, в некоторых случаях наиболее оптимальным решением сможет стать самодельный солнечный водонагреватель.

Устройства получения тепла

Самым элементарным устройством получения тепловой энергии является летний душ. Его особенность заключается в медленном (в течение всего дня) нагреве воды от солнца и дальнейшем ее использовании.

Причем в качестве резервуара накопителя может использоваться любая емкость, окрашенная в темный цвет. Безусловно, данный метод нагрева воды заслуживает внимания, но в силу своих конструктивных особенностей имеет ряд недостатков:

  • Ограниченный объем, подогреваемой воды;
  • Большая зависимость от погодных факторов (облачность, ветер);
  • Длительность нагрева.

Именно, поэтому в качестве самодельных солнечных водонагревателей желательно применять устройства не накопительного, а коллекторного типа.

В основу работы такого устройства заложен принцип парникового эффекта, когда солнечные лучи, проходя сквозь стеклянные поверхности, практически не покидают замкнутое пространство, а полностью преобразуются в тепло.

Бак — накопитель

Тогда как гидравлическая схема подобного солнечного водонагревателя основывается на термосифонном эффекте, который заключается в том, что разогретая жидкость способна подниматься вверх и вытеснять из накопительного резервуара холодную воду, направляя ее к месту нагрева.

Данная особенность позволяет абсолютно отказаться от использования циркуляционного насоса и аккумулировать тепловую энергию в резервуаре на длительное время.

Конструктивно самодельный солнечный водонагреватель коллекторного типа состоит из коллекторов, накопительной емкости, аванкамеры и трубопроводов, соединяющих данные элементы в единую теплогенерирующую установку.

Основным узлом солнечного водонагревателя является коллектор, ведь именно в нем происходит процесс преобразования солнечного излучения в тепловой вид энергии, которая передается теплоносителю (воде).

Изготовление коллектора

Попросту говоря коллектор, представляет собой самый обыкновенный трубчатый радиатор, установленный в специально оборудованный короб с остекленной поверхностью.

Трубчатый радиатор может изготавливаться из тонкостенных водопроводных трубок (например 16х1,5 мм), тогда как подводящие и отходящие магистрали должны оборудоваться патрубками с диаметром 3/4 или 1 дюйм.

Для изготовления коллектора, способного обеспечить горячее водоснабжение для семьи из 4 человек потребуется 15 тонкостенных трубок длиной около 1,5 мета каждая и 2 толстостенных трубы с длиной 1,5 -2,5 метра.

Изготовление стального трубчатого радиатора выполняется в такой последовательности. В толстостенных трубах с определенным шагом просверливается необходимое число отверстий (в данном случае по 15 на каждой трубе), с диаметром соответствующим трубкам с тонкими стенками.

Раскладка мини — коллекторов

Далее между подводящим и отводящим патрубками набирается решетка из 15 трубчатых заготовок. Места соединения элементов тщательно провариваются сваркой, обеспечивая при этом герметичность всей установки.

Таким образом, в результате данных мероприятий должен получиться радиатор, в котором теплоноситель способен перемещаться от подающей трубы к отводящей через решетку из тонкостенных трубок. Для улучшения теплопоглощения трубы полученного радиатора следует окрашивать в темные цветовые тона.

Следующим этапом изготовления солнечного водонагревателя своими силами является производство короба. Обычно этот элемент делается из деревянных досок толщиной около 30-35 мм и шириной не менее 120 мм.

Размеры короба должны быть такими, чтобы трубчатый радиатор беспрепятственно мог бы расположиться в его полости. Днище защитного короба рекомендуется изготавливать из фанеры или оргалита, с поперечным усилением конструкции деревянными рейками 50х30 мм.

Для того чтобы снизить уровень тепловых потерь, короб солнечного коллектора должен оборудоваться высококачественной теплоизоляцией.

С этой целью на его днище укладывается слой стекловаты или строительного пенопласта. В дальнейшем утеплитель покрывается слоем оцинкованного железа, на который впоследствии монтируется и сам радиатор.

Крепеж металлического листа к днищу короба производится с использованием саморезов или шурупов.

Тогда как сам радиатор фиксируется на основание при помощи хомутов, из стальной полосы или проволоки. Для того чтобы эффект поглощения солнечного излучения был максимальным поверхность оцинкованного листа также рекомендуется покрыть черной матовой краской.

Далее верхняя часть короба должна покрываться прозрачным стеклом. Здесь желательно добиться максимальной герметизации конструкции, так как именно это условие позволит ограничить уровень конвекционных теплопотерь.

Само стекло может укладываться на силиконовый герметик или же фиксироваться при помощи деревянных или пластиковых уголков по всему периметру. Финальными мероприятиями изготовления солнечного коллектора является окрашивание полученной конструкции короба в светлый цвет для снижения потерь на теплоизлучение.

В качестве накопителя тепловой энергии в данном солнечном водонагревателе выступает резервуар с емкостью от 200 до 400 литров (в зависимости от потребностей в тепловой энергии). В качестве такого элемента можно использовать любую бочку или другой тип емкостей.

Так как основной функцией бака-аккумулятора является максимальное сохранение тепла, то рекомендуется произвести его теплоизоляцию. Для этих целей подходящий резервуар может быть помещен в предварительно заготовленный деревянный каркас, а полученное межстеночное пространство — заполнено любым видом утеплителя: пенопластом, стекловатой, опилками, соломой или торфом.

Аванкамеру можно изготовить из любого сосуда емкостью 20-40 литров. Задачей этого элемента является подпитка всей системы холодной водой и поддержание избыточного давления в конструкции коллектора.

Самодельный солнечный водонагреватель с экраном

Необходимо отметить, что соединения коллекторов, аккумулирующего бака и аванкамеры должно выполняться с использованием металлических труб и соответствующей запорной арматуры.

Во избежание существенных теплопотерь в режиме работы солнечного водонагревателя, все элементы гидравлической схемы должны иметь качественную теплоизоляцию. Выполнить данные мероприятия возможно путем обматывания трубопроводов слоем поролона и полиэтиленовой пленки, с фиксацией утеплителя киперной лентой.

В режиме работы солнечного коллектора температура теплоносителя может достигать 75°С, поэтому целесообразно для снабжения объекта горячей водой использовать смесители.

А для предотвращения отдачи тепловой энергии через солнечный коллектор в ночное время в системе должен предусматриваться обратный клапан или вентиль, препятствующий прохождению разогретого теплоносителя в обратном направлении.

Установку представленного солнечного водонагревателя выполняют таким образом, чтобы аванкамера располагалась выше уровня резервуара-накопителя на 80-100 см. Данные элементы рекомендуется устанавливать в чердачном помещении, поэтому необходимо принять соответствующие меры по усилению перекрытий строения.

Расположение солнечных коллекторов должно осуществляться с южной стороны кровли, причем угол наклона этих элементов должен располагаться в диапазоне от 30 до 45 градусов к горизонту. Фиксацию перечисленных элементов можно производить с использованием металлических хомутов или скоб.

Принцип работы представленного устройства заключается в следующем. Через аванкамеру, в которой расположен шар-кран, холодная вода из системы поступает к солнечному коллектору. Разогреваясь здесь до определенного значения, жидкость естественным образом поднимается вверх и таким образом заполняет бак-аккумулятор.

Солнечный водонагреватель своими руками

Через систему трубопроводов разогретая жидкость может поступать к потребителям. В случае, когда потребления горячей воды не происходит, вода начинает циркулировать по замкнутому контуру: солнечный коллектор-бак-аккумулятор, при этом происходит ее постоянный подогрев.

Подпитка данной гелиоустановки холодной водой осуществляется постоянно, а для ограничения заполняемости емкости в конструкции аванкамеры применяется поплавковый кран. То есть, как только часть жидкости из системы будет удалена (включение воды потребителем) поплавковый элемент позволит добавить недостающий объем воды из водопроводной сети.

Преимущества водонагревателя

Преимуществами такого солнечного водонагревателя являются следующие факторы:

  • Низкая стоимость оборудования;
  • Возможность ГВС объекта в не зависимости от наличия традиционных источников тепловой энергии;
  • Простота монтажа и обслуживания установки, обусловлена отсутствием вращающихся и трущихся элементов;
  • Автономность системы;
  • Способность извлечения тепловой энергии даже в холодную и пасмурную погоду;
  • Возможность увеличения тепловой мощности за счет подключения дополнительных коллекторов.

Для реализации такой самоделки достаточно обладать мимнимальными техническими знаниями и уметь пользоваться элементарными строительными инструментами.

No votes yet.

Please wait…

Источник: https://domnuzhen.ru/otoplenie/samodelnyj-solnechnyj-vodonagrevatel.html

Как изготовить солнечный водонагреватель своими руками

Самодельные солнечные водонагреватели

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.

Схема простейшей системы солнечного нагрева воды

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.

Теплоноситель поступает в теплообменник бака, нагревая находящуюся в нем воду.

Схема вакуумной трубки

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.

Схема солнечного водонагревателя с параболоцилиндрическим концентратором

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.