Мы поможем решить ваши проблемы с отоплением дома! Задать вопрос

Солнечный водонагреватель

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».

Солнечный водонагревательПлоский коллектор в разрезе

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.

Солнечный водонагревательСамодельный плоский коллектор на базе батареи отопления

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. Солнечный коллектор готов.

Солнечный водонагревательСамодельный плоский солнечный коллектор для подогрева воды в бассейне

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. Система горячего водоснабжения готова к работе.

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.

Солнечный водонагреватель

Солнечный водонагревательПодключение вакуумных трубок к контуру теплоносителя

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.

Принцип обогрева и его эффективность

  • воздух закачивается с улицы в корпус коллектора принудительным способом;
  • внутри блока установлены абсорберы, отражающие тепло, поднимающие температуру внутри ящика до 70-80°С;
  • происходит нагрев воздуха;
  • разогретые воздушные массы принудительно нагнетаются в отапливаемые помещения.
  • газ до 315 м³;
  • дрова до 3,9 м³.

  • в здании одна из стен изготавливается из аккумулирующего материала;
  • перед панелью устанавливается стеклянная перегородка;
  • в течение дня тепло аккумулируется, после чего отдается в помещение ночью.

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

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.

Как сделать солнечный водонагреватель своими руками

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. Солнечный водонагреватель

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:

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

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.

Типы солнечных водонагревателей

СВ можно разделить в зависимости от напора воды на:

  1. Активные.
  2. Пассивные.

В пассивных приборах вода льётся под действием гравитации, либо циркулирует благодаря конвекции. Напор, как правило, небольшой. Такие нагреватели проще сделать, и обходятся они дешевле, но и производительность у них невелика.

Солнечный водонагревательАктивные же снабжены электронасосом, клапанами, контролерами.

Активные солнечные водонагреватели в свою очередь делятся на:

  1. Нагреватели с открытым контуром.
  2. Нагреватели с закрытым контуром (для них используется антифриз и можно эксплуатировать даже при минусовых показателях термометра).

Но основной параметр, по которому различают СВ – это:

  1. Накопительного;
  2. Или проточного типа.

Накопительного типа

Солнце нагревает воду в резервуаре. После нагрева до комфортной температуры, потребители получают сразу большой объём тёплой воды.

Нагревательный бак

Простейший пример – бак, установленный над летним душем. Ёмкость бака – произвольная. Его красят в чёрный цвет. Снизу делается выходное отверстие с насадкой в виде душа. Сверху – отверстие для заполнения водой.

Вместо бака можно использовать бочку, трубу большого диаметра, пластиковый контейнер или сваренный куб из металла.

При некоторой доработке, такой бак, установленный на крыше, может снабжать тёплой водой дом.

Можно соединить СВ с бойлером. В нём нагретая вода будет дольше оставаться тёплой, а в пасмурный день, когда t воды доходит только до 25 – 30 градусов, бойлером можно будет «догреть» воду и всё равно сэкономить на электричестве!

Проточного типа

Суть его в том, что вода пускается по длинной системе трубочек или шлангов, проходя по которым она успевает нагреваться от солнца.

Для самодельных моделей могут применяться самые простые материалы.

Бухты шлангов

Солнечный водонагревательОбычные садовые шланги скручиваются и закрепляются (при помощи проволоки, например).

Под шланги стелется тёмный материал (какой есть под рукой, желательно, чтобы он был матовый).

Например:

  • рубероид;
  • окрашенный пенопласт;
  • резина и т.д.

На один сезон, можно, конечно, и просто уложить бухты со шлангами (одну, две или три). Если же хочется сделать долгосрочный проект, изготавливают деревянную раму, дно которой выстилают тёмным материалом, а верх накрывают стеклом. Между шлангом и стеклом нужно оставить зазор не менее 12мм.

Для соединения шлангов и труб используют хомуты.

Подсчитать длину шланга довольно сложно, поскольку в подсчётах нужно учитывать множество нестабильных показателей, таких, как температура воздуха, количество солнечных дней в году и пр. Поэтому, прежде чем делать стационарную конструкцию, можно поэкспериментировать и на практике понять, сколько бухт Вам подойдёт.

Шланг в бутылках

Солнечный водонагревательБыстрый и простой вариант СВ можно сделать при помощи шланга и обычных пластиковых бутылок.

Суть его в том, что на шланг «нанизываются» бутылки по всей длине (в донышках прорезаются отверстия строго по диаметру шланга).

Получившаяся змейка легко укладывается между волнами шиферной крыши.

Важно, чтобы шланг был по диаметру горлышка бутылки. Чем более герметично будет собрана конструкция, тем лучше будет греться вода.

Солнечный нагреватель накопительного типа

Наиболее распространенным вариантом самодельного солнечного водонагревателя считается устройство накопительного типа. Его особенность состоит в том, что вода, наполняется в специальный резервуар, расположенный на некотором возвышении (обычно крыша строения), а затем в течение дня жидкость разогревается до температуры + 40…+45°С и может использоваться для бытовых потребностей.

Причем к месту назначения разогретая жидкость может направляться самотеком, за счет естественного перепада высоты. Солнечные нагреватели накопительного типа получили наибольшее распространение для обустройства летнего душа, однако при определенных доработках, они вполне могут использоваться для работоспособности систем ГВС. 

Рассмотрим детальную методику сооружения солнечного нагревателя накопительного типа. 

Во-первых, необходимо предусмотреть конструкцию для закрепления емкости. Безусловно, она должна быть выполнена из прочных материалов, и предусматривать наличие существенных нагрузок (зависит от объема резервуара). В качестве элементов для производства креплений могут применяться металлические уголки, трубы, швеллера.

Во-вторых, следует произвести подготовку рабочего резервуара к непосредственному монтажу. Сразу же следует отметить, что в качестве такой емкости может выступать любое изделие, будь то бочка, сваренный бак, специализированный пластиковый резервуар. В качестве подготовки следует выполнить следующий перечень работ:

  • Произвести сверление днища емкости;
  • Установить выходной патрубок;
  • На патрубок навинтить запорный кран;
  • Покрыть внешние и внутренние поверхности емкости красящим составом, устойчивым к воздействию высоких температур и влажности. Для более качественного прогрева жидкости, внешнюю поверхность бака желательно окрашивать в темные тона;

В дальнейшем, подготовленное изделие монтируется в заданном положении и надежно фиксируется. 

В принципе обеспечив возможность наполнения воды, и снабдив резервуар крышкой (препятствующей попаданию мусора) работа над таким солнечным нагревателем может быть завершена. Если же планируется интегрировать устройство в действующую систему водоснабжения, потребуется выполнить дополнительные мероприятия. А именно, с помощью трубопроводов (рекомендуется использовать изделия на основе металлопластика) обеспечить подвод холодной воды к емкости и сделать ответвление в аккумулирующей емкости системы ГВС.

Причем все соединения должны производиться с применением запирающих кранов. То есть работа такой системы может быть возможной лишь при непосредственном участии человека, когда для наполнения нагревательного бака потребуется перекрытие отвода к аккумулирующей емкости, а для использования воды, напротив – перекрытие подводящей магистрали и открытие вентиля к накопителю. 

Для индикации уровня воды в таких системах могут использоваться специализированные устройства поплавкового типа или датчики уровня. 

Сделанный указанным образом солнечный водонагреватель своими руками позволит снабжать теплой водой жилище в необходимом объеме при наличии требуемого солнечного излучения. Тогда как в холодный период года его применение будет нецелесообразным. 

Виды солнечных коллекторов

Стандартное устройство имеет вид металлической пластины, которая помещена в пластмассовый или стеклянный корпус. Поверхность этой пластины аккумулирует солнечную энергию, задерживает тепло и передаёт его для различных бытовых нужд: отопление, подогрев воды и т.д. Интегрированные коллекторы бывают нескольких видов.

Солнечный водонагреватель

Накопительные

Накопительные коллекторы ещё называют термосифонными. Такой солнечный коллектор своими руками без насоса получается наиболее выгодным. Его возможности позволяют не только подогревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне некоторое время.

Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые находятся в теплоизоляционном ящике. Баки накрыты стеклянной крышкой, через которую пробиваются солнечные лучи и подогревают воду. Этот вариант наиболее экономичен, прост в эксплуатации и в обслуживании, но его эффективность в зимнее время практически равна нулю.

Солнечный водонагреватель

Плоские

Ппредставляет собой большую металлическую пластину – абсорбер, который находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор своими руками будет более эффективен при использовании именно крышки из стекла. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает.

Внутри ящика присутствует термоизоляция, что позволяет значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому она покрыта аморфным полупроводником, который значительно увеличивает показатель аккумуляции тепловой энергии.

При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками, часто отдают предпочтение именно плоскому интегрированному устройству. Впрочем, он не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для домашних нужд и отопление помещения. Плоский – самый широко используемый вариант. Абсорбер для солнечного коллектора своими руками предпочтительно делать из меди.

Солнечный водонагреватель

Жидкостные

Из названия понятно, что главным теплоносителем в них выступает именно жидкость. Водяной солнечный коллектор своими руками делается по следующей схеме. Через поглощающую солнечную энергию металлическую пластину, тепло передаётся по прикрепленным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или прямо к потребителю.

К пластине подходят две трубы. Через одну из них подаётся холодная вода из бака, а через вторую в бак поступает уже подогретая жидкость. У труб обязательно должны присутствовать отверстия входа и выхода. Такую схему подогрева называют замкнутой.

Когда же подогретая вода напрямую подаётся для удовлетворения нужд пользователя – такую систему называют разомкнутой.

Солнечный водонагреватель

Неостекленные чаще применяются для нагрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует закупки дорогих материалов – сгодится резина и пластмасса. У остекленных КПД выше, поэтому они способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой.

Воздушные

Воздушные устройства экономичнее вышеперечисленных аналогов, использующих воду в качестве теплоносителя. Воздух не замерзает, не подтекает и не кипит как вода. Если в такой системе происходит утечка, она не приносит столько проблем, однако определить где она произошла довольно сложно.

Самостоятельное изготовление не обходится потребителю дорого. Солнцеприемная панель, которая накрывается стеклом, нагревает воздух, который находится между ней и теплоизоляционной пластиной. Грубо говоря, это плоский коллектор, имеющий внутри пространство для воздуха. Внутрь поступает холодный воздух и под действием солнечной энергии подаётся потребителю тёплый.

Солнечный водонагреватель

Такие варианты долговечны и надёжны и обслуживать их проще, чем устройства, которые используют жидкость в качестве теплоносителя. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для отопления теплицы солнечным коллектором подойдёт как раз такой вариант.

Материалы и инструменты, технология сборки

Рассматриваем потребность в материалах и изделиях параллельно с описанием технологии изготовления солнечного коллектора. Такая работа может быть выполнена в следующем порядке.

Изготовление корпуса

Для этого понадобятся:

  • влагозащищённый материал для задней стенки. Это может быть многослойная водостойкая фанера, пластик или другие подобные материалы;
  • доска строганая хвойных пород 150х32 мм. Все детали из дерева нужно обработать антисептиками и противопожарными пропитками;
  • утеплитель рулонный;
  • степлер строительный для крепления утеплителя изнутри корпуса;
  • фольга алюминиевая для создания отражающей поверхности по утеплителю;
  • поликарбонат сотовый или монолитный по размеру корпуса толщиной 4 мм. Отверстия для его крепления должны располагаться не ближе 4 см от края листа, поэтому нужно учесть этот фактор при определении размера. Можно устанавливать с напуском. Желательно приобрести материал без защитного слоя от ультрафиолета, при этом нагрев будет происходить и в пасмурную погоду;
  • уплотнитель из пористой резины (лента — самоклеящаяся) под поликарбонат.

Последовательность сборки:

  1. Стенки из доски крепятся к задней стенке винтами самонарезающими длиной 50 мм при помощи шуруповёрта с шагом 25–30 см.
  2. Устанавливается утеплитель, крепление производится строительным степлером скобами не короче 10 мм.
  3. Поверх слоя утеплителя устанавливается отражающая поверхность из фольги.
  4. На торец досок корпуса наклеивается уплотнитель.

Монтаж коллектора

Изготавливая этот ответственный узел своими руками, можно использовать стальные штампованные радиаторы от холодильника или отопления. Для этого необходимо:

  1. Перед установкой радиатор нужно окрасить чёрной матовой краской, используя кисть малярную или валик.
  2. Установить его в корпус через прокладки с зазором порядка 20 мм от задней стенки, закрепить самонарезающими винтами к задней стенке.

  3. Подключить выходную трубу коллектора, используя изделие из металлопластика с внутренним диаметром порядка 20 мм.
  4. Подключить обратку из того же материала.

По окончании сборки коллектора установить лицевую стенку из поликарбоната. При этом отверстия под винты должны быть на 1–1,5 мм больше диаметра винтов для компенсации теплового расширения.

Монтаж контура

Операция выполняется в соответствии с ранее разработанным проектом в следующем порядке:

  1. Выполнить разводку к бойлеру косвенного нагрева, подключить к патрубку его внутреннего контура, представляющего собой теплообменник.
  2. Провести разводку от бойлера к коллектору, предусмотрев установку циркулярного насоса и индукционного нагревателя.

  3. Назначение подогрева двойное: главное — предотвращение замерзания коллектора при критически низких температурах наружного воздуха, дополнительное — повышение температуры в системе до нужного уровня при тех же условиях. Использование индукционного нагревателя обязывает к установке циркулярного насоса. При этом необходимо предусмотреть защиту от включения нагревателя без него.
  4. Закольцевать контур подключением трубы разводки к обратке коллектора.

По ходу монтажа нужно определить высшую точку системы и установить на ней клапан стравливания воздушных пробок. В нижней точке нужно установить сливной кран для удаления теплоносителя в аварийных условиях.

Производя сборку системы, нужно применять материалы для уплотнения резьбовых соединений в виде льняной пакли или уплотнительного материала из фторопласта.

Сборка системы

Операция заключается в установке коллектора в корпусе на место постоянного расположения. Это должен быть южный склон кровли здания. Порядок выполнения работ:

  1. Поднять коллектор на крышу и закрепить его с нужным углом.

  2. Выполнить отверстия в кровельном пироге для проводки выходной трубы и обратки.
  3. Соединить трубы в общий контур.
  4. Заполнить систему теплоносителем, включить циркулярный насос (без индуктора) и проверить контур на протечки, при необходимости — устранить их.
  5. Герметично заделать отверстия в кровле.
  6. Изолировать трубную разводку собранного контура утепляющими материалами.

Насколько выгодны солнечные коллекторы

Окупаемость таких устройств зависит от широты использования. В южных районах, где много солнца, они выгодны. Но на уровне 52 параллели у нас они уже не окупаются, если используются для отопления (зимой солнца мало), но окупаются и севернее, если используются для ГВС в межсезонье и летом.

В Европе, например, где газ дороговат, а техника дешевая, коллектора однозначно выгодны для отопления, даже в северных районах.

У нас точно выгодными оказываются наиболее дешевые летние солнечные коллектора, которые можно изготовить буквально из подручных материалов, или которые сделаны «полукустарно» на местных производствах.

Они используются для подогрева воды в бассейне, летнего душа, ГВС в доме и отопления домов в межсезонье. В зимних условиях дешевые (самодельные) коллектора не могут соперничать по КПД с заводскими, становятся скорее охладителями, поэтому не используются.

Солнечный водонагреватель

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (голосов пока нет)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *