Солнечный водонагреватель постройка установки своими руками

Нагреватель воды из бутылок ПЭТ

Мысль в том, чтобы в первую очередь создать модули (по 3 бутылки, можно и 4, 5), потом любой из них присоединить к пластиковой трубе, которая подсоединяется с одной стороны к источнику холодной воды, со второй – выдаёт горячую жидкость. Наиболее оптимально применять бутылки ёмкостью в 2-2,5 литра. Объединять их нужно по принципу «горлышко в днище».

• Для этого в дне вырезается отверстие под горлышко диаметром 26 мм. Отверстие должно быть расположено строго по самому центру. Благодаря этому в первую очередь наметьте центр, просверлив дырку сверлом 3-6 мм.
• Чтобы обеспечить герметизацию, резьбу на горловине смажьте герметиком и потом оставьте конструкцию в неподвижном состоянии на 2-3 дня. На дне верхней бутылки сделайте отверстие!
• Модуль из трёх бутылок аналогичным способом (можете выдумать и некой другой) подсоединяются к пластиковой трубе, в один конец которой входит прохладная вода.

Количество модулей может быть и большим. Для получения 200 л горячей воды нужно где нибудь 110 бутылок — это три метров квадратных площади.

Получившийся блок разложите в ящике, закрытом оконным стеклом. Наклонный угол – от 10-ти до 30-ти градусов.

Получившаяся система намного эффектнее чёрной бочки с водой, установленной на крыше.

Большинство самодельных конструкций по нагреву воды солнцем летом дают экономию 70-80% энергии, растрачиваемой на нагревание. Осенью, весною – до 40%. При этом за год у светила «забирается» до 400 кВт/ч на человека! Есть о чём подумать.

Нагрев воды от солнечных лучей общая информация о существующих технологиях

Опубликовано kachlife в 13.05.2017

Для тех из нас, кому не далеки забота о внешней среде и желание сэкономить, предлагаю окунуться в тему солнечных водогреев.

Методика существует и применяется уже на протяжении многих лет, довольно часто можно повстречать такие коллекторы на домах в странах Европы и прочих солнечных государствах мира.

Российская Федерация пока сильно отстает по темпам внедрения панелей, что и не удивляет — стоимость оборудования и установки высока, а сроки окупаемости, в условиях нашего климата, могут достигать несколько десятков лет.

Данная статья будет первой в цикле. В первую очередь попытаемся разобраться — что такое солнечные коллекторы и как они работают. Оказывается, есть несколько разных вариантов подобных устройств с той или иной эффективностью и сферой использования.

Воздействие на экологию тоже не очень однозначное, как на первый взгляд выглядит. Если даже не иметь в виду отходы во время изготовления коллекторов, есть и иные, менее явные факторы.

Специфики гелиосистем

В развитых государствах фактически в любом доме можно повстречать фотоэлектрические панели – их применяют в качестве добавочной нагревательной системы воды и теплоснабжения. Гелиобатареи легко подключаются к главной системе, предоставляя возможность экономить на иных ресурсах (например как газ, уголь) до 60%.

Чтобы обеспечить нагрев воды от солнечных лучей собственными руками установить гелиосистему можно, но лучше аналогичную поручить данную работу профессионалам. Очень часто фотоэлектрические панели ставят на крыше дома

Чтобы солнечные коллекторы для отапливания были продуктивны, нужно с большим вниманием высчитать наклонный угол ската, угол падения лучей солнца, кол-во ясных дней в году и многое иное. Если из этого исходить, подбирают расположение коллекторов, их кол-во и площадь

Водогрееи на батареях которые работаеют от солнечных лучей работают так. Тепловой носитель, нагретый солнцем, поступает в теплообменный аппарат, находящийся в накопительном баке. Очень часто применяют баки-аккумуляторы с 2-мя теплообменными аппаратами, изготовленными из меди (прочтите также: «Устанавливаем аккумулятор тепла собственными руками«). Данный материал имеет прекрасную теплопроводность. Такая конструкция позволяет использовать воду которая нагрелась не только в быту, но и для отапливания (прочтите: «Солнечное домашнее отопление собственными руками — принцип изготовления»).

Благодаря естественной конвекции горячая вода подымается вверх, а прохладная поступает вниз. Встроенный измеритель изменяет температуру в устройстве и реагирует на ее изменение. Аналогичным образом, человеку почти что не нужно проверять работу гелиосистемы.

В пасмурные дни, когда лучей солнца недостаточно для нагревания, начинает работать главная система обогрева. В жаркие дни, когда вода нагревается солнцем очень быстро, расширительный бачок принимает избыток носителя тепла. Очень эффективен нагрев воды солнцем в государствах с тёплым климатом, где в году много ясных дней.

Массовое применение солнечной энергии дает возможность значительно уменьшить расходы главных ресурсов-теплоносителей и сделать лучше экологическое состояние внешней среды. Еще, это отобразится на экономике стран с невысокими запасами энергоносителей. В наше время самые популярные вакуумные трубчатые и пластинчатые солнечные коллекторы. Любой из них обладает конкретными плюсами и минусами. В то же время, мастера полагают, что самый эффективный нагрев воды от солнечных лучей предоставляют вакуумные батареи.

Солнечный нагреватель воды собственными руками — детальное видео:

Как это работает

Воду можно нагреть, пропуская ее через трубы, вмонтированные в черные металлические панели со стеклом, которое освещается прямым солнечным светом. Эти запаянные панельно-стеклянные сборки известны как плоско-пластинчатые коллекторы или плоскопанельные коллекторы. Самым лучшим местом для монтажа таких коллекторов являются плоские крыши или крыши с крутыми скатами, обращенными на юг и хорошо защищенными от ветра, который мог бы сбросить коллекторы^: такой крыши. Кроме того, они могут быть размещены на плоских поверхностях, перпендикулярных линии, направленной в небо к полуденному солнцу в середине зимы. Это может быть сделано во дворе или в поле, на плоской крыше или на крыше со средним наклоном. Благодаря сочетанию эффекта парника, вследствие которого длинноволновое ИК-излучение аккумулируется внизу под стеклом, и того факта, что черные панели поглощают (и преобразуют в теплоту) всю лучистую энергию, попадающую на них, панели сильно нагреваются, и их температура может подниматься выше точки кипения воды в солнечные дни даже в середине зимы.

Если нагретая вода должна использоваться для мытья или принятия ванны, лучше использовать схему вторичного нагрева, чем не-82 посредственное пропускание воды через плоско-пластинчатые коллекторы.

Специальные жидкости-теплоносители обеспечивают накопление тепловой энергии в резервуаре для горячей воды, похожем на бак обычного водонагревателя. Жидкость-теплоноситель не замерзает в панелях в холодную погоду или в ночные заморозки. Точка ее замерзания существенно понижена добавлением этанола (этилового спирта) к обычной воде или использованием антифриза, подобного смесям, применяемым в автомобилях и грузовиках. Бак для накопления воды большой (по крайней мере несколько сотен литров, или 100 галлонов), таким образом, его содержимое представляет собой существенную теплоаккумулирующую массу. Бак хорошо теплоизолирован, поэтому он не отдает свою тепловую энергию, пока не потребуется горячая вода. С точки зрения теории она классифицируется как активная система и считается законченной, потому что в ней имеется электрический насос для жидкости-теплоносителя.

Если энергия, забираемая от плоско-пластинчатых коллекторов, предназначена для обогрева дома, не нужно никакого водяного или накопительного бака. Жидкость-теплоноситель может проходить непосредственно через коллекторы и прокачиваться через трубы, встроенные в бетонные тепловые массы в полу или в стенах здания. В этом случае плоско-пластинчатые коллекторы играют ту же роль, что и бойлеры на газе, пропане или солярке, а жидкость теплоноситель играет роль воды. Насос, обеспечивающий циркуляцию, выключается ночью или в пасмурные дни, но теплоаккумулирующая масса продолжает излучать тепло в жилое пространство.

Селективное покрытие

Селективное покрытие выполняет едва ли не самую основную функцию в работе коллектора. Пластина или радиатор с нанесённым покрытием притягивают в разы больше солнечной энергии, превращая её в тепло. Можно приобрести специальный химикат в качестве селективного покрытия, а можно просто окрасить теплонакопитель в чёрный цвет.

Чтобы сделать селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, можно применить:

• специальный готовый химикат;
• оксиды разных металлов;
• тонкий теплоизоляционный материал;
• чёрный хром;
• селективную краску для коллектора;
• чёрную краску или пленку.

Результативность и КПД

Солнечный коллектор не может быть успешным на 100 % потому как имеет потери при преобразовании энергии тепла а еще оптические потери.

Потери тепла – это часть энергии солнца, которая была преобразована в солнечном коллекторе в энергию тепла, однако не была применена на нагрев носителя тепла а рассеялась в окружающем воздухе.

Этот вид потерь зависит от разницы температуры в коллекторе и окружающем воздухе и коэффициентов потерь тепла k? (линейный показатель потерь тепла Вт/(м?·К)) и k? (показатель потерь тепла с учетом нелинейности Вт/(м?·К?)).

Потери состоят из трех режимов теплопередачи:

1. потери на проводимость тепла;
2. конвекционные потери;
3. потери на излучение;

Оптические потери – это часть энергии солнца, которая при попадании на солнечный коллектор не была преобразована в энергию тепла. Оптическая результативность солнечного коллектора выражается оптическим показателем полезного действия ?? (безразмерная величина).

Оптический КПД зависит от поглощательной способности абсорбера, светопроницаемости изоляции (стекла), и эффективности поглощающей панели (результативность теплопередачи от абсорбера к тепловому носителю), выражаются в коэффициентах a, t, Fr исходя из этого.

Аналогичным образом ?? = (a·t·Fr). Эти коэффициенты являются справочными и определяются с помощью стандартизированных испытаний на специализированных стендах, и относится к единице площади солнечного коллектора. Значение ?? называют еще КПД коллектора при нулевых тепловых потерях.

Настоящий КПД солнечного коллектора

Общую результативность солнечного коллектора формируют значением КПД коллектора:

• ?- КПД коллектора;
• ??- оптический КПД;
• k? -коэффициент потерь тепла Вт/(м?·К);
• k? -коэффициент потерь тепла Вт/(м?·К?);
• ?Т- температурная разница между коллектором и воздухом К;
• Е – общаяя интенсивность излучения солнца.

Максимальное значение КПД достигается при условиях, что разница температуры ?Т равна нулю. В данном случае коллектор не имеет потерь тепла.Но подобные оптимальные условия на практике не встречаются. Значение ?? считается паспортным значением любого солнечного коллектора и в первую очередь обязан быть указан в документации к солнечному коллектору.

Принципы формирования конструирования солнечных коллекторов направлены на увеличение поглощающей способности и уменьшение потерь тепла. Самый большой оптический КПД имеет открытый коллектор (без прозрачной изоляции) однако имеет и самые большие потери тепла.

Со своей стороны наименьшие потери тепла имеет вакуумный солнечный коллектор, но обладает маленьким оптическим КПД из-за использования 2-ух слоев прозрачной изоляции, формы в виде цилиндра абсорбера и промежуточные передачи тепла.

Правильность использования в РФ

В условиях климата средней полосы России солнечные водогрейные установки могут хорошо применяться разными потребителями в быту на протяжении 6-7 месяцев в году (март/апрель — сентябрь).

Для нагревания 100 л воды солнечная установка обязана иметь 2-3 м2 солнечных коллекторов. Данная водонагревательная установка летом обеспечит повседневный нагрев воды до температуры не меньше 45°С с вероятностью не меньше 70-80%.

Как с энергетической, так и с экономичной точек зрения для создания бытовых солнечных водогреев разумно применить очень простые солнечные коллекторы с одним прозрачным ограждением.

Использование селективных покрытий навряд ли разумно благодаря экономии.

Делаем нагреватель воды при помощи нагревательной ёмкости

Это упрощенный вариант. Привычную ёмкость в виде бочки, старого бачка, ставят на крыше летнего душа или дома, сарая и подсоединяют через шланг к традиционному крану.

Если ёмкость окрасит в чёрный цвет, нагрев произойдет быстрее.

К концу дня вода нагревается приблизительно до 45С. Эти сведенья справедливы для полиэтиленового бачка в 200-300 литров. Лучше всего, чтобы он был плоским – это увеличивает результативность нагрева.

Весь минус в том, что всю воду приходится задействовать в вечернее время, т.к. по утру она станет холодной.

Чтобы «устранить» такой недостаток, нужно будет теплоизолировать саму ёмкость или сливать воду которая нагрелась в снова-таки теплоизолированный резервуар. Можно воду просто подать в водонагреватель электрический накопительный и, когда она остынет, разогреть. Хоть сколько-то электричества, но экономится.

Очередной вариант – держать водонагреватель электрический накопительный регулярно подключённым к установленному на крыше резервуару. Тогда вода будет регулярно циркулировать; её можно будет применять в режиме «online».

Серьёзный недостаток системы в том, что она не работает при температуре меньше +20С. Благодаря этому есть и иные способы водонагрева в межсезонье.

ПЛЭН теплоснабжение сделает уют и обогреет вашу дачу в холодную погоду.

Не желаете вести монтаж системы отопления, т.к. на дачном участке бываете нечасто? Приобретите мобильной ИК обогреватель. О том какие разновидности есть, и какой прибор больше подойдёт вам, прочтёте в нашей публикации.

Солнечный нагреватель воды коллектор

Данное устройство является наиболее эффективным. Тут дело все – в материале, из которого делается коллектор. Практически всегда это:

Но сборка с использованием металла трудоёмка (пайка, сварка, уплотнения и т.п.), благодаря этому применяют прочие материалы. Имеется вариант использования труб ПП, — они стоят намного дешевле. Но их соединение также может вызвать трудности, которые связаны с уплотнением стыков.

Другой минус – внушительная дефармация при нагревании, у труб сделанных из металлопластика это не так ощутимо, но полипропилен имеет большой коэффициент температурного расширения. Такой недостаток может вызвать протечки в системе.

Есть экстравагантное и обычное решение, заключающееся в применении садового шланга, как солнечного коллектора. Общий процесс сборки исчерпывается скручиванием его в спираль и помещением в подходящий ящик.

Замечательная гибкость, отсутствие соединений обещают отсутствие протечек, а длина шланга позволяет подключать его конкретно к приборам сантехники без промежуточных соединений.

Продуктивность подобной системы зависит от длины шланга. При его диаметре в 2,5 см и температуре воздуха не меньше +25С, 1 метр шланга нагревает 3,5 литра воды до +45С.

Получается, что в солнечный день к вечеру 10 метров «выдадут» вам 280 литров горячей воды. Система не прекращает работу при уменьшении температуры до +8С.

Как происходит процесс водонагрева

Лучи солнца проникают на спираль через стекло и греют спираль. Вода которая нагрелась становится источником длинноволнового излучения, которое отражается от стекла. Т.е., лучи солнца оказываются в своеобразной тепловой «ловушке».

1. Для создания этого обогревательного устройства потребуется ящик, куда будет вмещаться спираль из шланга чёрного цвета, применение иных оттенков приводит к потере 5% тепла. Он может быть резиновым или из поливинилхлорида. Диаметр – не меньше 1,9 см, толщина стенок не больше 2,5 мм.
2. Шланг присоединятся к электрическому водонагревателю, который обязан быть выше спирали. Днище ящика следует утеплить вспененным полимером, окрашенным в чёрный цвет.
3. Сам ящик сверху закрывается оконным стеклом (органическое не подходит в виду того, что плохо держит излучение солнца).
4. Между стеклом и ящиком следует установить прокладку из резины.

Получить горячую воду, а еще отопить помещение вам сможет помочь печь с гидроконтуром. Как нельзя лучше подойдет для дач и маленьких домиков за городской чертой.

Перед тем как вы осмелитесь на приобретение водогрея, прочтите отзывы и поизучайте основные плюсы и минусы. Информацию по наливным водогреям для дачи можно отыскать по адресу: http://obogreem.net/otopitel-ny-e-pribory/vodonagrevateli/nalivnoj-vodonagrevatel-dlya-dachi.html.

Вакуумные гелиосистемы

Установить солнечный водонагреватель собственными руками действительно возможно, но в первую очередь необходимо разобраться с принципом его работы.

Вакуумный коллектор действует по принципу термоса. Состоит он из 2-ух трубок, между которыми находится вакуум. Вовнутрь помещена медная герметическая трубка, в которой двигается жидкость, а с наружной стороны размещается трубка из стекла большего размера.

Вакуум и медь благодаря хорошей теплопроводимости разрешают воде закипать уже при 30 градусах. Установив солнечные нагреватели воды собственными руками, можно хорошо обогревать дом даже в регионах с суровыми зимами. Когда вода закипает, появившийся пар подымается вверх и возвращает тепло медному теплоприемнику, который передает его тепловому носителю. Потом остывшая вода попадает вниз, и процесс начинается по новому.

Применение вакуумных коллекторов комфортно так же и тем, что они без проблем ремонтируются. Если один из коллекторов испортился, то вышедший из строя компонент легко можно заменить на новую деталь, не разбирая всю систему. Устройство солнечного водогрея вакуумного типа такое, что тепловой носитель идет одним потоком, благодаря этому для замены испорченного элемента очень часто требуется остановить работу всей системы. В то же время, КПД гелиосистемы может достигать 76%.

Сильно распространено мнение, что от солнечных водогреев в зимний период и в плохую погоду не происходит никакой пользы. В действительности, горячая вода от солнечных лучей – это вполне возможно. Вакуумные коллекторы созданы аналогичным образом, что они очень продуктивны даже при низкой температуре (до -35 градусов). Более того, тучи не считаются препятствием чтобы нагреть воду, так как эти гелиосистемы улавливают даже ультрафиолет. Но иногда коллекторы необходимо чистить от инея и снега. Плоские гелиосистемы от снеговых осадков самоочищаются, их цена меньше, но одновременно, они не очень практичны.

Солнечные коллекторы – это прекрасный способ обогревания дома, который дает возможность хорошо сэкономить на классической системе обогрева. Также глобальное применение гелиосистем даст возможность сделать лучше обстановку в экологическом плане. Собственно поэтому сейчас Все большее количество людей подбирает подобный вариант получения энергии тепла.

Экологичность

Позитивные нюансы

Из всех доступных возобновляемых источников энергии собственно энергия солнца и фотоэлектрические панели наносят очень маленький ущерб внешней среде. Электричество, произведенное с помощью фотоэлектрических панелей, не оказывает негативного влияния на массы воздуха. И совсем не загрязняет ни поверхностные, ни грунтовые воды, не истощает натуральные ресурсы и не несет опасности, как для животного мира, так и человеческого здоровья.

Единственный по настоящему небезопасный эффект этого типа энергии связан с получением некоторого количества ядовитых веществ и химикатов, к примеру, кадмия и мышьяка, которые применяются во время изготовления фотоэлектрических панелей. Но, по большому счёту, и эти отрицательные эффекты минимальны по собственному объёму, если есть обдуманная политика в плане их повторного применения и надлежащей утилизации.

Если взглянуть широким полем зрения на проблематику, то опасности для внешней среды от фотоэлектрических панелей минимальны. Приблизительные выбросы в атмосферу в ходе производства составляют 0,02 грамма теллуридла кадмия на ГИГАВАТТ\час электроэнергии, произведенной за весь служебный срок солнечного модуля, и это очень пониженный показатель.

Крупномасштабное применение фотоэлектрических панелей не несет никакого риска для человеческого здоровья и живых существ. А повторная переработка модулей, что уже прослужили собственный служебный срок, практически полностью нивелирует опасение «зеленых» по поводу вредности данного вида производства электроэнергии.

Во время собственной работы солнечные модули не делают загрязнения Природы, и кроме того, поэтапно замещая классические виды топлива (газ, нефть, уголь) они приносят значительные выгоды внешней среде.

Теллурид кадмия в фотоэлектрических панелях в действительности в действительности оказывается намного более дружественен Природе, чем все другие сейчас применяемые виды кадмийных батарей, включая знаменитые никель-кадмиевые.

Отрицательное воздействие

Само производство фотоэлектрических панелей в себя включает применение некоторых ядовитых газов, взрывоопасных летучих веществ, коррозийных жидкостей и подозрительных канцерогенных – вызывающих рак – реагентов.

Магнитуда допустимых отрицательных эффектов на человеческое здоровье и Природу в случае производства фотоэлектрических панелей варьируется в зависимости от применяемых токсических материалов, их насыщенности, интенсивности применения, а еще длительности их влияния на человека в условиях производства.

Утилизация больших объемов отслуживших собственное солнечных модулей на определенной территории приводит к увеличению риска для человеческого здоровья в этой местности. А еще это губительно для здешней флоры и фауны.

Утечка химических реагентов из утилизируемых модулей даёт вероятность заражению здешней почвы и поверхностных вод.

Накопление фотоэлектрических панелей на примере местечка Барстоу, Калифорния, под кодовым обозначением «Солнечная №2», занимает 52,6 гектаров (практически 130 акров) земель и создает около 10 милионов ватт электричества на максимальном выходе при пиковых значениях. Продуктивность может достигать лишь 16%.

Для этих вот установок типа «Солнечная -2», чтобы сделать такое же кол-во энергии, как и обычной 1000 милионов ватт электрические станции на самом обыкновенном топливе, за год понадобится покрывать солнечными модулями 33 000 (!) гектаров земли. Или говоря иначе, 127 квадратных миль площади! А это уже серьезный урон внешней среде.

(голосов пока нет)

Загрузка...