Нагрівання води сонячною енергією своїми руками. Сонячні нагрівачі води своїми руками: робимо геліоколектор

Хороші власникиприватних будинків сьогодні знаходяться в пошуку можливостей заощадити на підігріві води та на опаленні. Особливо актуально це стає останнім часом, коли ціни на комунальні послугимають стійку тенденцію до зростання чи не кожен квартал. На допомогу приходить сама природа з її невичерпним джерелом енергії – сонячним випромінюванням. Застосовуючи на практиці закони фізики, народні умільці знаходять цікаві способи економії, розробляючи та збираючи сонячні колектори, які під силу зробити, напевно, будь-якому домовласникові самостійно — варто лише докласти небагато сил та вміння.

сонячний колекторсвоїми руками може бути виготовлений множинними способами і з самих різних матеріалів, Іноді навіть з тих, які просто «валяються під ногами». Їх конструюють зі звичайних старих пивних банок, пластикових пляшок, шлангів або труб, із застосуванням скла, панелей полікарбонату та інших матеріалів.

Деякі із способів виготовлення колекторів будуть розглянуті нижче, але спочатку варто вивчити схеми підключення – вони, як правило, є приблизно загальними для сонячних систем нагрівання води.

Схеми підключення сонячного колектора

Ефективна робота системи нагрівання води від сонячних променів залежить не тільки від того, з чого виготовлений колектор, але і наскільки правильно він буде встановлений та підключений. Варіантів схем підключення досить багато, але не варто вишукувати найскладніші, так як цілком можна скористатися базовими, які доступні і зрозумілі.

Літній варіант гарячого водопостачання від сонячного колектора

Ця нескладна схема підключення сонячного колектора застосовна як для підігріву води, так і для домашніх потреб. Якщо гаряча вода потрібна на вулиці у літній споруді, то бак для неї встановлюється також на повітрі. У тому випадку, коли гаряче водопостачання розводиться по будинку, і бак, що акумулює, встановлюється там же.

Літній варіант підключення колектора

Ця схема зазвичай передбачає природну циркуляцію води, і в такому випадку батарея-колектор встановлюється нижче на 800 ÷ 1000 мм рівня ємності, куди надходитиме гаряча вода - це повинно забезпечити різницею в щільності холодної та нагрітої рідини. Для з'єднання колектора з баком використовуються труби діаметром не менше ніж ¾ дюйма. Для збереження води в ємності, що акумулює, в гарячому стані, якого вона досягне від нагріву денним сонцем, стінки необхідно добре утеплити, наприклад, мінеральною ватою товщиною в 100 мм і поліетиленом (якщо над бойлером не буде влаштований дах). Але все ж таки краще передбачити для ємності стаціонарне укриття, тому що якщо утеплювач промокне від дощу, то він істотно знизить свої термоізоляційні властивості.

Природна циркуляція не надто хороша для використання в системі із сонячним колектором, оскільки створюється слабка інертність руху води у контурі. А якщо батарея і бак знаходяться далеко один від одного, то вода, пройшовши цей шлях, буде поступово остигати. Тому, для підвищення ефективності, часто встановлюється циркуляційний. Цей варіант придатний для зігрівання води тільки в теплу половину року, а на зиму воду з системи доведеться обов'язково злити, інакше, замерзаючи, вона просто розірве. тт карбованці.

"Зимова" схема підключення сонячного підігріву води

Якщо планується використовувати сонячний колектор цілий рік, то щоб у сильні холоди в трубах вода не замерзала, в контур замість неї заливається спеціальний антифриз, тобто незамерзаюча рідина. Схема набуває зовсім іншого вигляду - встановлюється бойлер непрямого нагріву. У цьому випадку нагрітий в сонячному колекторі антифриз проходитиме через меєвик-теплообмінник бойлера, зігріваючи воду, що знаходиться в баку.

У цю систему обов'язково вбудовується і "група безпеки" - автоматичний повітровідвідник, манометр та запобіжний клапан, розрахований на потрібний тиск. Для постійного руху теплоносія зазвичай використовують циркуляційний насос.

Варіант опалення від сонячного колектора

При використанні сонячної теплової енергії для опалення будинку застосовується також бойлер непрямого нагріву, підключений до колектора, а також для додаткового підігріву теплоносія, що працює на твердому паливі або газі. В осінні або весняні дні, коли сонце здатне нагріти теплоносій до потрібної температури, котел можна просто відключати.

Сонячний колектор - гарна підмога і для опалення будинку

Якщо зими в регіоні дуже холодні, то не варто очікувати від колектора великої ефективності, оскільки в цей період мало сонячних днів, а світило знаходиться низько до горизонту. Тому додатковий підігрів теплоносія та гарячої води просто необхідний. Єдине, чим допоможе сонячна батарея заощадити на паливі - це те, що в котел надходитиме не холодна, а вже трохи підігріта вода, а значить для доведення її до потрібної температури потрібно спалювати газу або дров.

Потрібно знати і те, що чим більше за площею зробити сонячний тепловий колектор, тим більше енергії він зможе увібрати. Тому, щоб подібна система спромоглася виробити достатньо тепла для опалення будинку, розмір площі колектора необхідно довести до 40÷45% від загальної площі будинку.

Варіант гарячого водопостачання та опалення від сонячного колектора

Щоб задіяти сонячний колектор і для опалення, і для гарячого водопостачання, необхідно об'єднати в системі обидва попередні варіанти, і використовувати для води спеціальний бойлер з додатковою ємністю, яка має змійовик, через який циркулює нагрітий сонячною батареєю теплоносій. Завдяки тому, що внутрішній бак набагато менший за основний, вода в ньому нагрівається від змійовика набагато швидше і віддає тепло в загальну ємність.

Колектор може бути включений у загальну систему«опалення – гаряче водопостачання»

Крім цього, бойлер повинен бути підключений до додаткового джерела нагріву - це може бути або електричний котел, або теплогенератор на твердому паливі.

Нестабільність температури, яку створює сонячна батарея, може сприяти перегріву теплоносія або, навпаки, надто швидкому охолодженню в контурах опалення та водопостачання. Щоб цього не сталося, вся система має керуватись автоматикою. У розведення встановлюється контролертемператури, який може або перенаправляти потоки теплоносія, або включати або вимикати циркуляційні насоси, або здійснювати інші керуючі операції.

У наведеній вище схемі такий температурний контролер позначений, як регулятор.

Отже, зі схемами підключення (обв'язування) загалом ясність існує. А ось тепер є сенс розглянути кілька варіантів самостійного виготовлення сонячних колекторів.

Ціни на сонячні колектори

Сонячні колектори

Сонячний колектор зі шлангу або гнучкої труби

Ті, хто має приватний будинокз городом або дачу, звичайно ж знають, що вода, що залишилася у тимчасових легких магістралях після поливу грядок, швидко нагрівається. Це позитивна якість шлангів або гнучких труб і використовували народні умільці, створюючи сонячні теплообмінники. Потрібно відзначити, що такий колектор обійдеться у багато разів дешевше за куплений у магазині, але, щоб процес виготовлення пройшов успішно, потрібно докласти деяких зусиль.

На даху - ціла батарея із сонячних колекторів

Такий колектор може складатися з однієї або декількох секцій, в які укладаються і закріплюються шланги, що щільно згорнуті по спіралі «равликом».

«Равлик» - теплообмінник

Таку конструкцію можна назвати найпростішою як по конструкції, так і по монтажу. Головним недоліком її можна назвати те, що її практично не можна використовувати без застосування примусової циркуляції, так як при надто великих довжинах контурів труб гідравлічний опір перевищить силу напору, що створюється різницею температур. Однак, вирішити питання із встановленням циркуляційного насоса – зовсім нескладно. І така система, встановлена ​​в заміському будинку, стане чудовою підмогою і швидко окупиться, включаючи витрати (зовсім незначні) на електроживлення насоса.

Використовуються подібні колектори для обігріву води в басейнах. Їх підключають до системи фільтрації, яка обов'язково має насос. Вода, циркулюючи трубами колектора, встигає нагріватися перед вступом у басейн.

В деяких випадках, створюючи всю систему, можна обійтися без встановлення накопичувального бака. Це можливо тоді, коли гаряча вода використовується лише у денний час та у невеликих кількостях. Наприклад, у контурі з 150 м труби, що має внутрішній діаметр 16 мм, вміщується 30 літрів води. А якщо п'ять чи шість таких «равликів» із труб буде зібрано в єдину батарею, то протягом дня душ можна приймати по кілька разів кожному члену сім'ї, і гарячої води ще немало залишиться і на господарські потреби.

Якщо у когось залишилися сумніви щодо ефективності такого підігріву води, рекомендуємо подивитися відеоролик, в якому показано випробування колектора зі шлангів:

Відео: ефективність нескладного сонячного колектора

Матеріали для виготовлення

Щоб зробити такий сонячний колектор, потрібно підготувати деякі матеріали. Анітрохи не виключено, що деякі з них знайдуться в сараї або гаражі.

• Гумовий шланг або гнучка пластикова труба чорного кольору, що має діаметр 20 - 25 мм - це по суті головний елемент системи, в якому при циркуляції води відбуватиметься теплообмін. Кількість шлангу залежатиме від величини сонячної батареї - це може бути і 100, і 1000 метрів. Чорний колір шланга кращий тим, що він більше, ніж решта всіх відтінків, поглинає тепло.

Відразу ж слід зазначити, що металопластикові труби не надто підходять для виготовлення колектора, навіть якщо їх покрити чорною фарбою. Справа в тому, що пластичність їх в цьому випадку недостатня - вони заламуються при згинах маленького радіусу і тим самим, навіть якщо не порушується цілісність стін, зменшиться інтенсивність струму води.

Шланги продаються у бухтах по 50, 100 чи 200 метрів. Якщо планується виготовити батарею великого об'єму, то доведеться купувати кілька бухт. У тому випадку, якщо в кожній секції планується використовувати, наприклад 50 або 100 м шланга, то не варто купувати цілу 200-метрову бухту краще придбати готовий шланг. Це допоможе заощадити час під час монтажу.

Шланг може бути покладений не тільки по круглій спіралі, а й овальної, а також у вигляді змійовика.

Як хороша альтернатива можна спробувати і сучасні труби зі зшитого поліетилену РЕХ. У них - хороша пластичність, ну а як надати їм темний колір, якщо його немає в продажу - неважко придумати.

• Якщо скат даху, на якому встановлюватиметься колекторна батарея, крутий, то для спіралей зі шланга виготовляються спеціальні короби - з брусків, фанери або металевого листа. Для цього знадобиться бруски 40×40 або 40×50 мм, фанера завтовшки 6 мм, або металевий лист в 1,5–2 мм.

Заготівля майбутнього модуля обробляється (дерево) або антикорозійними складами (метал). Потім їх збирається короб однією чи кілька спіралей.

До речі, як бортики короба можна використовувати старі віконні рами, на які просто монтується донна частина.

• Для попередньої обробки металу та деревини необхідно придбати антисептичні, антикорозійні та ґрунтувальні склади.
• Шланги (труби) зазнають чималих навантажень і від маси теплоносія, і від перепадів температур і внутрішнього тиску. Отже, вони намагатимуться порушити укладання, деформуватися, просісти, тому потрібно передбачити спеціальні кріплення для їхньої підтримки в початковому положенні.

Це може бути металева смуга, яку закріплюють між трубами на шурупи.

Інший варіант - це вільне зв'язування щільним шнуром або пластиковим хомутом-«краваткою» з хрестовиною або поперечкою. Але такий метод скріплення більше підходить для пластикової труби, ніж для шланга, так як він може при розширенні гуми провиснути на шнурі. Якщо ж для колектора обраний армований гумовий шланг, цей спосіб цілком підійде для фіксації.

Ще одним варіантом кріплення, що підходить для пластикової труби або армованого шланга, можуть стати цвяхи з широкими капелюшками. Вони можуть забиватися або в дно короба (у цьому випадку воно повинно мати товщину не менше 10 мм), або на своєрідну хрестовину, виготовлену з бруска.

• Необхідно буде підготувати і сполучні елементи для шланга чи труб. Різновидів подібних фітингів досить багато, але потрібно вибрати саме ті, які призначені для вибраного для виготовленняколектор матеріалу.

Крім таких з'єднувачів, будуть потрібні різьбові фітинги для переходу від пластикової або гумової труби на загальну металеву. Таке з'єднання буде необхідно, якщо колектор складатиметься з кількох модулів.

Щоб знати, скільки потрібно з'єднувальних елементів, потрібно заздалегідь викреслити принципову схему створюваної системи та прорахувати їх кількість на ній.

• Для об'єднання всіх модулів в єдину батарею потрібно два колектора - відрізкаметалеві труби. Через один із них, закріплений внизу батареї, в теплообмінники надходитиме холодна вода, а в другому, закріпленому зверху, збиратиметься зігріта.

Верхня труба з'єднуватиметься з накопичувальним баком, тобто йтиме до споживача. Вона повинна мати діаметр 40÷50 мм.

Монтаж батареї

Заготовивши все необхідне, можна приступати до роботи.

• Для початку потрібно обробити антисептичним засобом усі дерев'яні частини майбутньої конструкції.
• Далі, якщо дно модулів буде виготовлене із металевого листа, його потрібно покрити антикорозійним складом. Зазвичай при цьому застосовується мастика, призначена покриття днищ автомобілів.

Відомий всім автомобілістам "антикор" - те, що потрібно

• Після просихання складів на підготовлених елементах, їх збираються одиночні чи загальні модулі.
• Потім у них укладаються шланги, для чого закріплюються утримувачі.

• Для вільного проходження труб через борти модулів для них просвердлюються отвори - у верхній частині і нижній. Відповідно, у нижній отвір виводиться труба входу холодної води, а у верхнє – виходу підігрітої.
• Якщо монтується кілька модулів по вертикалі, або один загальний, в який укладається кілька «равликів» труби також один над іншим, то нижній кінець кожної зі спіралей з'єднується з верхнім виходом нижче – і за таким послідовним принципом комутується весь «стовпець». Найнижчий кінець з'єднується із загальним металевим колектором, через який надходитиме холодна вода. Таким же чином монтуються і всі сусідні вертикальні ряди – із загальним підключенням до колектора, що подає.

• Відповідно, верхні кінці шлангів верхнього горизонтального ряду модулів з'єднуються з металевою трубою-колектором, по якій здійснюється відведення гарячої води на споживання.
• Спіралеподібний контур колектора може монтуватися і на металевий лист, встановлений не на даху, а біля будинку, з південного боку, або біля басейну, якщо він вимагає підігріву. У цьому випадку металева основа сприятиме швидшому нагріванню води та збереженню тепла в трубах, оскільки має хорошу теплопровідність та теплоємність.

• Ще одним варіантом теплового сонячного колектора може бути укладання контуру на площині даху в спеціальних коробах довгими паралельними рядами по всій довжині покрівлі.

Ціни на труби із зшитого поліетилену.

Труби із зшитого поліетилену

Відео: простий сонячний колектор з лінійним розташуванням труб

Посилює ефект за допомогою пластикових пляшок

На малюнку показано сонячний колектор із шлангів (труб), ефективність дії якого значно збільшена за рахунок використання звичайних пластикових пляшок. У чому тут фішка? А їх одразу кілька:

Дія пластикової пляшки як кожух схематично

• Пляшки відіграють роль прозорого кожуха, і не дають повітряним потокам відбирати тепло під час абсолютно непотрібноговзаємного теплообміну. Понад те, повітряні камери самі стають своєрідними акумуляторами тепла. В наявності – парниковий ефект, який активно використовується в агротехніці.
• Округла поверхня пляшки відіграє роль лінзи, що посилює ефект сонячних променів.
• Якщо нижню поверхню пляшки простелити фольгованим матеріалом, що відображає, то можна домогтися ефекту фокусування променів в зоні проходження труби. Нагрів від цього лише виграє.
• Ще один важливий чинник. Пластикова прозора поверхня певною мірою знизить руйнівне негативний впливультрафіолетового проміння, яке ні гума, ні пластик «не люблять». Такий контур має прослужити довше.

Для виготовлення такого сонячного колектора знадобляться:

1 – Гумовий шлаг, металеві або пластикові труби чорного кольору – як теплообмінник.

2 – Пластикові пляшки, які стануть кожухом навколо труб контуру.

3 — У пляшки, в їх половину, яка прилягатиме до основи, може бути вкладена фольга або інший матеріал, що відбиває. Відбиваюча частина повинна дивитися у бік сонця.

4 – Підставку буде нескладно змонтувати з бруска або металевої труби.

5 - Накопичувальний бак для нагрітої води, який повинен бути пов'язаний з точкою забору - кран, душ і т.д.

6 — Місткість для холодної води, яку можна зв'язати із системою водопостачання.

Монтаж сонячного колектора

Складання варіанта, показаного на верхній схемі, проводиться наступним чином:

• Для початку із металевої труби або бруска монтується підставка. Якщо вона виготовляється з дерева, воно повинно бути покрите антисептичним складом, якщо ж з металу, його необхідно обробити антикорозійним засобом. Потрібно прорахувати довжину так, щоб між двома стійками встановлювалася рівна кількість пляшок.
• На стійки, на відстаніширини пляшок, закріплюються горизонтальні планки, на яких можна буде зробити додаткове закріплення для змійовика. Крім цього, вони нададуть каркасу додаткову жорсткість.
• Далі, готується потрібна кількість пластикових пляшок - з них зрізається донна частина таким чином, щоб одна пляшка стороною шийки щільно встала в отвір, що вийшов.

• Береться шланг (труба) необхідної довжини, якої буде достатньо для укладання контуру-змійовикана вже готовому каркасі-підставці.

Відступивши від краю шланга 100 ÷ 150 мм, роблять позначку місця його закріплення. Потім через цей край на трубу надягається необхідна кількість підготовлених пляшок, якого буде достатньо, щоб повністю закрити ділянку протилежної стійки. Пляшки встановлюються щільно одна до одної, таким чином, щоб шийка другий входило в отвір, вирізане в дні попередньої.

• Коли ділянка труби для укладання верхньої ділянки змійовика повністю закрита коробом з пляшок, її край закріплюється зверху на лівій стійці каркаса. Для кріплення можна використовувати кліпси-тримачі для пластикових трубз клямкою, потрібного розміру.

• Якщо є необхідність положення пляшок коригується, так, щоб їх половина фольгована виявилася знизу, у каркаса колектора.
• Потім трубі надається плавний поворот, і вона знову замикається на кліпсу.
• Наступним етапом на трубу знову надягають пляшки, і вона закріплюється вже на лівій стійці. Такої послідовник дотримуються і далі, доки вся рама не буде заповнена змійовиком колектора.
• Тепер залишилося тільки «запакувати» фітинги, через які буде здійснено врізання колектора, що вийшов, до подачі холодної води і до накопичувальної ємності гарячої.

Ось що може вийти в результаті - простіше не придумаєш!

Такий колектор, мабуть, абсолютно не складнийу виготовленні, але може стати гарним «помічником» у приватному будинку, взявши на себе функції підігріву води.

До речі, сонячну енергію можна використовувати не тільки для підігріву води, а й для подачі в приміщення нагрітого повітря. Наприклад, як виготовити самостійно, можна дізнатися, якщо перейти за посиланням на спеціальну публікацію нашого порталу.

Відео - збирання сонячної електростанції своїми руками

Цей сонячний колектор був сконструйований автором на основі старого радіатора опалення. Сонячний колектор дозволяє в літній часвикористовувати гарячу воду, що нагрівається за рахунок природного тепла від сонячних променів. Така конструкція буде особливо корисною в дачному будинку, куди зазвичай не йде подача гарячої води

Для створення сонячного колектора були задіяні такі матеріали:

1) Старі плоскі радіатори опалення у кількості двох штук.
2) листи металу чи жерсті
3) метало-пластикові труби
4) крани
5) фітинги
6) шибки віконні
7) дві бочки ємністю 160 літрів

Розглянемо основні етапи створення сонячного колектора з урахуванням старого радіатора опалення.

Спочатку необхідно познайомитися з основним принципом роботи даної моделі водонагрівача. У бак закачується холодна вода з криниці, для цього автор установив насосну станцію. Вода подається у бак через кран, що дозволяє регулювати рівень води у баку.

Після нагрівання гаряча вода без краніка спускається у ванну, так як вода в баку знаходиться не під тиском. Таким чином, гаряча вода сама стікає у ванну при відкритті крана.

На даху будинку автор встановив два радіатори так, щоб верх радіатора був на рівень нижче ніж бак-накопичувач. Також з метою природної циркуляції води труби її підведення від бака-накопичувача встановлені під кутом, убік радіаторів.

Завдяки тому, що трубка, по якій надходить нагріта вода в бак була підключена трохи вище середини бака, нагріта і гаряча вода накопичується завжди вгорі бака-накопичувача.

Таким чином у літню пору, коли середня температура повітря в тіні дорівнює 25+ градусам, вода в баку за день може нагрітися до 50-60 градусів.

Також автор зробив просту маніпуляцію з бочкою, щоб вона зберігала тепло протягом ночі і вранці вода ще була теплою. Для цього бочка була обгорнута мінеральною ватою та фольгою, після чого бак-накопичувач став свого роду великим термосом.

Тепер про конструкцію самої системи нагрівання води.
Два плоскі радіатори були поміщені на дах будинку автора.

Для зручності кріплення були зроблені два металеві короби їх жерсті та листів металу, в які радіатори і були поміщені. Зверху радіатори в коробах були закриті склом для захисту від вітру та бруду. Автор використав відразу два радіатори для того, щоб зменшити час нагріву води, відповідно чим більше радіаторів, тим швидше нагріватиметься вода від сонячного тепла.

Верх радіаторів встановлених на даху знаходиться нижче за рівень бака-накопичувача, тому нагріта на сонці вода природним шляхом надходить у бак. Як і належить трубки підведення води від бака, зроблені з ухилом вниз у бік радіаторів.

Тут видно фотографії виготовлення металевих коробів для радіаторів:

Ось так був розміщений радіатор у самому коробі:

А ось фотографія бака розташованого на горищі будинку:

Так як автор використовував досить старі радіатори опалення, які довгий час валялися без діла, то при першому запуску системи досить довго йшла іржава вода, але після того, як радіатори промилися якість води, прийшло в норму.

Також автор колектора даної конструкції нагадує, що в зимовий час воду із системи нагріву необхідно злити. Тому варто передбачити спеціальні дренажні крани знизу радіатора. Найкраща можливість злити воду з бака-накопичувача, це перекрити насосну станцію, а потім відкрити кран подачі холодної води. Таким чином вся вода в баку стіче сама. Якщо ви не злиєте воду з сонячного колектора на зиму, то в морози конструкція деформується і прийде в непридатність. Хоча сам колектор і виготовлений з досить дешевих матеріалів, але при належному обслуговуванні зможе пропрацювати досить довгий час.

Альтернативні джерела тепла, хоч і є досить ефективними та економними в експлуатації, повністю зайняти собою нішу не можуть. Причина – висока вартість, яка відрізняється від традиційних джерел опалення у рази. Так, наприклад, сонячний колектор стандартного типу із площею поглинання 1,66 кв. м. обійдеться в середньому в 3 000 доларів з урахуванням витрат на монтаж і вартість самого обладнання, тоді як найпростіший котел - 15 000 рублів, у тому числі установка та обв'язка. Вихід тільки один – виготовити сонячний колектор своїми руками, для чого можуть бути використані цілком доступні за ціною матеріали. Як правильно зробити і в якій послідовності – у нашій статті.

Принцип роботи

В основі роботи даного агрегату лежить абсорбція теплової енергії сонця та передача її теплоносія практично без втрат. Прийом енергії здійснює т.зв. приймач, якою виступають металеві трубки, пофарбовані в чорний або темно-коричневий колір. Як теплоносій - вода, у дуже поодиноких випадках - повітря.

Темний колір використовується для посилення абсорбції, тому що саме він дозволяє інтенсивно накопичувати тепло.

Виходячи з конструктивних особливостей, виділяють такі типи сонячних колекторів:

• повітряні;
• водяні.

У свою чергу водяні колектори поділяються на:

• вакуумні;
• плоскі.

Незалежно від конструкції, всі колектори, по суті, це проста металева панель, укладена в герметичний бокс, що приймає, що акумулює та передає теплову енергію.

Для посилення тепловіддачі приймач оснащується ребрами, а сам бокс теплоізолюється спеціальними матеріалами. Лицьова сторонапредставлена ​​у вигляді прозорого скла, що виключає затримання сонячної енергії, з боків - отвір з фланцем, куди може підключатися або інша панель, або відведення повітря.

Схема сонячного колектора:

Установка сонячних колекторів раціональна лише у разі використання кількох панель. Від однієї тепловіддача буде мінімальною. Для нагнітання теплого повітря з колектора знадобиться потужний вентилятор, оскільки сам він не буде рухатися.

Принципова схема повітряної системи показана на малюнку:

Схема роботи

Виготовити такий колектор дуже просто, але «саморобки», навіть у кількості кількох екземплярів, не забезпечать будинок необхідним об'ємом гарячої води, особливо у похмуру погоду. Для того, щоб у будинку було не тільки опалення, а й ГВП, рекомендуємо встановити . Який вибрати для дачі – ви дізнаєтесь у відповідній статті.

Плоский водяний колектор

Це найпростіший вид обладнання, яке нескладно зробити своїми руками навіть без попередньої підготовки. В даному випадку корпус виготовляється з металу або алюмінію, куди вставляється тепловий приймач - пластина з мідним змійовиком, що врізає. Пластина покрита чорним кольором для посилення абсорбції, а як кришка використовується звичайне скло. З нижньої сторони зроблена теплоізоляція на пластині, яка виступає прошарком між приймачем та дном корпусу.

Конструкція даного типу колектора включає такі елементи:

1. Приймач - пластина, пофарбована в чорний колір, що абсорбує тепло і передає його теплоносія.
2. Скло призначене для виконання одразу 3х завдань:

• захисту від вітру, опадів та сміття;
• виключення вивітрювання тепла з боксу;
• пропуск ультрафіолетових променів до приймача.

Вся конструкція повинна бути повністю герметичною, в іншому випадку тепло виходитиме крізь щілини і об'єму, що залишився, буде недостатньо для нагріву теплоносія.

Враховуючи простоту конструкції та мінімум матеріалів, у співвідношенні ціна-якість даний вид є найпопулярнішим та вигіднішим.

Використовувати такі типи обігрівачів доцільно лише у південних та південно-східних регіонах, де кількість сонячних днів перевищує 60% за рік. При зниженні температури ефективність обігрівача знижується до мінімуму через високі тепловтрати через корпус.

Як виготовити самому

Перед тим, як приступити до виготовлення, необхідно визначити розмір майбутнього агрегату. Тут діє золоте правило - що більше, то краще. Зрозуміло, що розмір колектора буде обмежений площею даху, але краще задіяти його максимально, щоб цей обігрівач став дійсно ефективним альтернативним обладнанням.

Для корпусу пристрою найкраще підійде деревина із мінімальним коефіцієнтом тепловіддачі. На шар коробки слід покласти теплоізоляцію. Це може бути мінвата або пінопласт шаром не менше 5-7 см. Як кришка використовується звичайне скло - товщина в даному випадку не важлива. Найпростішим матеріалом для майбутнього колектора стане стара віконна рама з склом, що збереглося. Єдине, що від вас буде потрібно - зробити приймач і змійовик.

Як зробити колектор з балконних дверей:

Перелік матеріалів для приймача дуже великий, але найпопулярнішими є:

• мідна тонкостінна трубка, яка легко гнеться та приймає будь-яку потрібну форму;
• полімерні труби з тонкою стінкою та невеликим діаметром;
• поліетиленові труби для мінімального водопроводу діаметра;
• теплообмінник від б/в холодильника;
• панельний радіатор;
• Звичайний садовий шланг.

Будь-який з перерахованих матеріалів має бути пофарбований у чорний колір. Повторимося, це необхідно для збільшеного та прискореного накопичення сонячної теплової енергії та передачі її теплоносія.

Деякі умільці примудряються використовувати найневідповідніші матеріали для приймача, починаючи від пляшок ПВХ і закінчуючи банками з-під пива або кока-коли. Це не раціональне рішення, яке забезпечить лише 25-30% передачі тепла.

Процес виготовлення

Збираєте дерев'яний корпус без верхньої кришки. На дно укладаєте теплоізоляцію - мінеральну вату, пінопласт, полістирол і т.д., зверху закриваєте металевим листом, який має за площею відповідати габаритам дерев'яного корпусу. Це основа приймача, яку слід пофарбувати у темний колір.

Мідні трубки є найбільш підходящим варіантом, оскільки відрізняються високим ступенем тепловіддачі.

Кріпіть трубки до основи металевими скобами, прикручує дротом або вибираєте інший, прийнятний для себе спосіб. Виводьте за межі коробки 2 штуцери, до яких буде підведена вода.

З огляду на те, що цей вид називається плоским, закривається він герметично склом. Ніде не повинно бути ні проміжків, ні щілин, ні нещільно прилеглої стулки.

Скло можна замінити на прозорий стільниковий полікарбонат, який стійкіший до опадів, не розіб'ється при зливі або граді і не лусне при сильному снігопаді.

Після того як вся конструкція зібрана, встановлюєте її на дах під кутом 30-450 і підключаєте за допомогою штуцерів до ємності з водою. Якщо йдеться про невеликий обсяг бака, можна створити природну циркуляцію води, але краще встановити циркуляційний насос, який забезпечує примусовий рух води по замкнутій системі.

Робота сонячного колектора з циркуляційним насосом:

Сонячні колектори - один із небагатьох видів опалювального обладнання, експлуатація якого не обходиться власникам навіть у кілька копійок. Використання сонячної енергії для опалення будинку та підігріву води – ідеальне рішення для тих, хто звик раціонально використовувати бюджет.

На жаль, такий спосіб підходить далеко не всім. У північних, західних та східних регіонах таке придбання недоцільне через малу кількість сонячних днів. Проте для мешканців південних районів цей варіант ідеальний, головне - оптимальна теплоізоляція корпусу. В цьому випадку можна говорити навіть про опалення будинку в холодну пору року.

Сонячний колектор своїми руками - огляд, обв'язка:

Гаряча вода на дачі або в приватному будинку - бажана розкіш, якою досі похвалитися можуть далеко не всі. На щастя, можна своїми руками з мінімумом витрат створити сонячний водонагрівач, який забезпечить необхідною кількістю гарячої води і буде безкоштовним в експлуатації. Приємним бонусом є екологічна чистотатакого обладнання.

Що таке сонячний нагрівник води?

Для сонячних водонагрівачів давно існує термін – геліоколектор. Але оскільки подібна техніка заводського виробництва коштує близько $300-400, вона отримала поширення і використовується лише одиницями. Однак зробити сонячний нагрівач під силу практично кожному. При цьому розмір економії колосальний, саморобний прилад коштуватиме в 10 разів менше.

Принцип роботи сонячного нагрівача води неймовірно простий: темна (бажано, чорна) поверхня нагрівається, тобто поглинає тепло, а потім віддає його воді. Найчастіше такі конструкції використовуються в літніх душах, а також встановлюються на дахах будинків, підводяться до умивальника на кухні або до ванної кімнати, якщо така є.

Примітно, що робота саморобного геліоколектора не вимагає наявності насоса, не запитується від електричної мережітобто вона повністю автономна. Для нагрівання води потрібна лише наявність сонця, а воно в Росії справно яскраво світить 5-7 місяців на рік. Навіть узимку саморобна сонячна батарея зможе непогано нагріти воду.

Заводський колектор - це прямокутна чорна пластина із пластиковою або скляною поверхнею, всередині якої знаходиться металева пластина (плоский колектор) або теплообмінник - металеві/пластикові трубочки з рідиною (рідинний колектор). Оскільки нам необхідний саме нагрівач води, останній варіант підходить ідеально, і ми розглядатимемо саме спосіб його виготовлення.

За допомогою сонячного водонагрівача можна нагріти воду в баку до 50 градусів, і цього достатньо для миття посуду або гігієнічних процедур.

Конструкція сонячного водонагрівача

Структура сонячного водонагрівача неймовірно проста:

Уточнимо, що при правильній установці сонячного водонагрівача немає необхідності використовувати насос. Рух води здійснюється завдяки конвекції. Тепла рідина сама піднімається вгору по системі, поступаючись місцем холодній воді з бака.

Створення корпусу для водонагрівача

Задля справедливості уточнимо, що наявність корпусу в принципі не обов'язково, якщо водонагрівач передбачається встановити в одному певному місці надовго. Але оскільки нічого вічного не існує, а в різні періоди року потрібно встановлювати геліоколектор під різними кутами, щоб його поверхня була перпендикулярна до сонячних променів, краще створити модель з корпусом. Це потребує не так багато зусиль, а користі буде більше.

Якщо у господарстві є непотрібна віконна рама – вона є готовим корпусом для сонячного водонагрівача. Якщо рами немає, її можна швидко зробити своїми руками.

Перше, з чим потрібно визначитися - це розмір корпусу. Варіантів безліч, але найчастіше ширина становить 40-80 см, а висота - 60-200 см. Але можна вибрати будь-які інші параметри, які краще підходять до передбачуваних умов використання.

Раму зручно виконати із пластику, металу або дерева. Пригодиться все, що є під рукою. При цьому висота профілю має бути 3-6 см, щоб усередині залишилося достатньо місця для закріплення теплообмінника.

Коли рама готова, до неї прикріплюється дно: лист металу, пластику, фанери тощо на вибір.

Створення абсорбера

Абсорбер чи поглинач – це по суті дно нашого корпусу. У нього два завдання: утримувати теплообмінник на місці та поглинати сонячне тепло. Щоб завдання поглинання виконувалося краще, варто зробити такі дії:

• на дно укласти шар теплоізоляційного матеріалу;
• на теплоізоляцію укласти лист оцинковки (краще мідний лист, але це набагато дорожче);
• фарбувати метал матовою чорною фарбою для найкращого поглинання тепла.

Коли фарба висохне, переходимо до створення теплообмінника.

Варіанти теплообмінника для сонячного водонагрівача

Існує кілька варіантів теплообмінників при створенні геліоколектора:

• мідний (металевий) радіатор;
• «змійка» із пластикової труби;
• стільниковий поліпропілен з поздовжніми осередками.

Найбільш високий ККД має мідний радіатор, що складається з двох мідних труб дюймового діаметра, між якими паралельного один одному розташовано багато труб меншого діаметра (подібно до сходів).

Але у такого теплообмінника чимало мінусів: дорожнеча міді, складність створення (доводиться всі трубочки припаювати самостійно або оплачувати роботу зварювальника).

Для створення теплообмінника з поліпропілену необхідний екструдер, тому виріб також коштуватиме дорого.

Тому для побутового використання набагато зручніше використовувати чорну пластикову або металопластикову трубу 1/2 дюйми в діаметрі. PEX або PEX-Al-PEX-труба укладається «змійкою» вздовж абсорбера, закріплюючись скобами. Таке укладання з фіксацією можна виконати лише за кілька хвилин.

Кінці труб виводяться за межі корпусу, на них встановлюються сполучні муфти, за допомогою яких здійснюватиметься приєднання до труб, що ведуть до бака.

Скло для сонячного водонагрівача

Бажано, але не обов'язково закрити корпус нагрівача склом, законопатити раму. Герметизація утримає більше тепла. Якщо немає боротьби за кожний градус, то цей пункт можна опустити.

Ось і все: сонячний нагрівач своїми руками зроблено!

Вибір місця для встановлення геліоколектора

Щоб отримати найкращий результат, необхідно правильно встановити сонячний водонагрівач.

• Місце встановлення повинно у будь-який час світлового дня перебувати під прямим сонячним промінням, не потрапляти в тінь.
• Поверхня геліоколектора повинна знаходитися під прямим кутом до сонця. Влітку кут нахилу = широта місцевості + 15. Взимку кут нахилу = широта місцевості – 15. Взимку та навесні, коли сонце низько ходить над горизонтом, допускається вертикальна установка.

Якщо ж гріти воду потрібно непостійно, сонячний водонагрівач легко демонтується та забирається.

Коли все необхідні матеріалипід рукою, створення займе буквально кілька годин. Успіхів!

Сонячні нагрівачіводи своїми руками: робимо геліоколектор

Гаряча вода на дачі або в приватному будинку - бажана розкіш, якою досі похвалитися можуть далеко не всі. На щастя, можна своїми руками з мінімумом витрат створити сонячний водонагрівач, який забезпечить необхідною кількістю гарячої води.

Нафта значно подешевшала, це процес політичний, а чи не об'єктивний. У колишніх радянських республіках зростання курсу долара настільки високе, що плата за опалення, гарячу воду, ціни на бензин та інше зростають. І кінця цього процесу не видно. Майбутнє тільки за геліоенергетикою та відновлюваними джерелами тепла.

Сонце гріє землю щодня і абсолютно безкоштовно. Простий розрахунок показує, що з місячному витраті води для миття 100 літрів однією людину, то її підігрів потрібно витратити близько 90 кВт*годину на місяць чи 1080 кВт*годину на рік.

При цьому літнім днем ​​у Києві за ясної погоди на майданчик площею 1 м2 сонце за годину посилає 1 кВт*годину енергії або в середньому 8 кВт*годину за день. Очевидно, що якщо зуміти використати хоча б частину цієї безкоштовної сонячної енергії для гарячого водопостачання, можна отримати значну економію.

Найпростішою системою для сонячного водопостачання будинку є нагрівальний бак. Це просто ємність для води, яка гріється вдень сонячним промінням.

зовнішні чорні колектори із пластикових труб для нагрівання води

Тим не менш, такий найпростіший сонячний нагрівач дуже ефективний для постачання теплою водою в літню пору і отримав широке застосування для так званого «літнього душу».

Карта сонячної радіації для України

Поняття сонячної активності в сучасній науціпов'язане із терміном «сонячна інсоляція». Під інсоляцією розуміється кількість радіації, отримана протягом одного світлового дня, або, простіше кажучи, ступінь «опромінення» 1 м.кв. землі за певний проміжок часу. У даному контекстіне варто лякатися терміна «радіація», оскільки тут сонячне опромінення є потенційно корисним. енергетичним ресурсома чи не джерелом небезпеки.

Специфіка вимірювання рівня сонячної активності

Необхідні для прорахунку сонячної інсоляції дані надсилаються із супутників NASA. Отримані величини зводяться до деякого середнього показника, що дозволяє систематизувати інформацію. Складність полягає в тому, що точно виміряти кількість світла, що потрапило на землю, неможливо, адже процес радіаційного опромінення піддається впливу безлічі факторів, наприклад:

• висота ділянки над рівнем моря та, відповідно, віддаленість сонця від даної місцевості;
• пора року (також вносить корективи у величину відстані сонця від землі);
• погодні умови (хмарність, тумани та ін.);
• кут падіння сонячних променів (розрізняється за часом доби).

Навіть при обліку всіх перерахованих факторів отримувану величину не можна вважати універсальною. Будь-яка поверхня, що перешкоджає прямому потраплянню сонячних променів на поверхню землі, вплине на точність даних про рівень сонячної активності. Значення мають навіть такі дрібні деталі як наявність на території огорож.

З цієї точки зору найбільш привабливими є Запоріжжя, Дніпропетровська та Луганська області, а також курортні Одеса, Херсон і Сімферополь. Високим рівнем активності вважаються показники 5 kWh/m2/day, а на перерахованих територіях у літній період коефіцієнт часто перевищує позначку 6 одиниць (рекордсмени тут – Миколаїв та Херсон з показниками 6.03 та 6.04 відповідно). Але й у холодніші періоди монтаж сонячних колекторів не буде зайвим: середній ступінь опромінення за рік варіюється від 3.34 одиниць у Луганську до 3,58 у Сімферополі.

Сонячні батареїТим не менш, будуть менш ефективні за межами прибережної зони. Середні показники по Україні можна порівняти з коефіцієнтом сонячної активності в північному Гельсінкі: 2.8 проти 2.41 kWh/m2/day. Найбільш несприятливими регіонами для розвитку сонячної енергетики є Івано-Франківськ та Чернівці, де середній показник за рік не перевищує 2.99 kWh/m2/day.

Сонячний водонагрівач своїми руками із підручних засобів

Якщо нагрівальний бак укомплектувати резервуаром для зберігання теплої води, то можна отримати ще ефективнішу сонячну нагрівальну установку, яка постачатиме Вас теплою водою влітку і окупиться за пару сезонів. Розглянемо такий сонячний водонагрівач докладніше.

Самої важливою частиноюСонячної системи, звичайно, є сам нагрівальний бак. Це може бути будь-яка ємність для води, наприклад сталевий куб, бочка або кілька труб великого діаметру.

Найкраще використовувати для цього спеціальний бак для літнього душу з поліетилену об'ємом 200-300 літрів. Такий бак має раціональну для нагріву плоску форму, не іржавіє, пофарбований у чорний колір для кращого теплопоглинання та через невелику вагу легко монтується на дах.

Якщо такий бак просто покласти під пряме сонячне проміння, то спекотного сонячного дня вода в ньому нагрівається до кінця дня до 40-45 ºС, чого цілком достатньо для побутових потреб. Але якщо теплу воду не витратити ввечері, то за ніч до ранку вона охолоне. Таким чином, теплу воду неможливо використовувати цілодобово. Вочевидь, для усунення цього недоліку потрібно «зупинити» втрати тепла від нагрітої води. Це можна зробити або утепленням нагрівального бака наприкінці дня, або зливом теплої води в ємність, що утеплює.

Враховуючи, що більшість приватних домашніх господарств використовують газові та електричні бойлери, вигідно використовувати їх для зберігання теплої води з нагрівального бака. Також на відміну від утеплення нагрівального бака, процес зливу менш трудомісткий, не потрібно підніматися до місця встановлення бака. Більше того, оскільки в похмурий день вода в нагрівальному баку нагрівається лише до 25-30 ºС, її в будь-якому випадку доведеться догрівати.

На малюнку зображено схему роботи найпростішої системи для підігріву води сонцем, яку можна зібрати своїми руками. Водонагрівальна система складається з нагрівального бака, бойлера, а також водопроводу з трьома кранами. Спочатку закривається кран (3), кран (1) та (2) відкриті. Вода із напірного водопроводу (синій колір) подається в нагрівальний бак. Після наповнення бака напірний водопровід закривається краном (1). Наприкінці дня, коли вода в нагрівальному баку нагріється і її потрібно буде злити в бойлер, відкривається кран (3). Якщо ж нагрівальний бак не потрібно використовувати, можна просто закрити кран (2) і бойлер використовується в звичайному режимі.

Ступінь заповнення бака зручно контролювати датчиком рівня води, який можна закріпити на кришці бака. Для водопроводу добре підійдуть металопластикові або поліпропіленові труби для холодної води (оскільки в системі низький тиск).

Такий спосіб підігріву води надзвичайно простий, але у нього є два серйозні недоліки:

– необхідно щодня наповнювати та зливати нагрівальний бак;

– отримати підігріту воду можна лише за теплої погоди, за температури повітря вище +20 ºС.

Пасивний сонячний водонагрівач

Щоб підігрівати воду сонячним теплом не тільки в теплу погоду, а й у прохолодніше міжсезоння (березень, квітень, вересень, жовтень), нагрівальний бак не може бути використаний через занадто високі втрати тепла. Для цього його доведеться замінити ефективнішим сонячним колектором. В інтернеті можна знайти чимало описів ефективних активних сонячних систем, які потребують автоматики. Але розглянемо максимально просту та зручну пасивну систему сонячного водонагрівача, тобто таку, що працює сама по собі без використання насоса.

Насамперед, потрібно зробити сонячний колектор. Якщо проаналізувати безліч відомих конструкцій сонячних колекторів, можна дійти висновку, що визначальним чинником для надійності, вартості і простоти складання сонячного колектора є матеріал теплообмінника. Найнадійнішими вважаються металеві труби, наприклад, тонкостінні мідні або сталеві, але вони коштують дорого, а їхнє складання трудомістка. До того ж теплообмінник з металевими трубами має значну вагу, що вимагає міцного короба і ускладнює встановлення.

Більш зручні та дешеві теплообмінники з поліпропіленових та металопластикових труб, але термічні деформації при нагріванні сонцем і велика кількість сполук, збільшує ймовірність протікання і також підвищує трудомісткість при складанні.

Усіх цих недоліків позбавлений теплообмінник із садового шланга. Його складання полягає лише в тому, що шланг потрібно шкірити у вигляді спіралі. Відсутність з'єднань та гнучкість шланга гарантує відсутність протікання, а довжина шланг дозволяє підвести воду безпосередньо від колектора до трубопроводу всередині будинку без проміжних з'єднань.

Найпростіший сонячний колектор із садового шлангу зображений на малюнку. Він складається з шибки (1), шланга (2) і пінопласту в якості теплоізоляції та основи (3). Принцип його роботи дуже простий - короткохвильове сонячне проміння проходить через скло, нагріває шланг з водою. Від нагрітого шланга починається випромінювання вже довгохвильового спектру, що значно відбивається склом. Таким чином, сонячні промені потрапляють у так звану «теплову пастку». При встановленні сонячного колектора оптимальний кут нахилу буде 35 º влітку і 40 º навесні-восени.

На малюнку зображено схему підключення сонячного колектора до бойлера. Перед початком нагрівання води сонячним колектором необхідно заповнити шланг водою і витіснити з нього повітря. Для цього закривається кран (2) та для зливу води відкривається гарячий кран сантехнічного приладу (6). Вода із напірного водопроводу (1) починає надходити в сонячний колектор (4). Після того, як у зливальній воді перестануть підмішуватися бульбашки повітря, значить – в колекторі повітряних пробок немає. Далі відкривається кран 2 та холодна вода з бойлера під дією термосифонного ефекту (при нагріванні колектора сонцем) починає перетікати в колектор. Для вимкнення сонячного колектора та використання нагрітої води або роботи бойлера у звичайному режимі потрібно закрити кран (3).

Як бачимо, робота цього бойлера не вимагає складного і дорогого обладнання, єдиний мінус такої простої системи це те, що потрібно періодично вмикати та вимикати подачу води в сонячний колектор краном (3). При похмурій погоді нагрівання води таким сонячним колектором відбувається частково, решту «догріватиме» бойлер, що все одно дає економію. Враховуйте при цьому, що при похмурій погоді або міжсезоння бойлер повинен буде включатися на нагрівання в кінці дня, тобто коли вода в колекторі вже не нагрівається. Інакше при нагріванні води в колекторі ТЕНом вона перестане циркулювати.

Для розрахунку необхідної продуктивності сонячного нагрівача слід враховувати, що 1 метр шланга зовнішнім діаметром 25 мм ясним днем ​​при +25 ºС нагріває 3,5 літра гарячої (+45 ºС) води. А за +32 ºС нагріває 3,5 літра гарячою до + 50 ºС. Кількість середнього сонячного годинника протягом року для м. Київ зазначена у таблиці 1.

Наприклад, при довжині шланга в колекторі 10 м у травні продуктивність сонячного колектора становитиме 3,5л*10м*8год=280 літрів гарячої води на день.

Нижня межа зовнішньої температури повітря, за якої спостерігається економія за ясної погоди, буде +5 до +8 ºС. При заморожуваннях воду з колектора найкраще злити, хоча ця конструкція стійка до заморожування.

Шланг для такого сонячного водонагрівача підійде з гуми або армований із ПВХ. Внутрішній діаметр шланга не повинен бути меншим за 19 мм, можна і більше. Але якщо діаметр буде меншим, то значно підвищується гідравлічний опір системи, що уповільнює природне перемішування води за рахунок термосифонного ефекту. Також, пише iBud.ua, не бажано вибирати шланг із товщиною стінки менше 2,5 мм, оскільки шланг із тонкими стінками погано тримає форму і часто перегинається. Садовий шланг не дорогий. Так, армований шланг із ПВХ із внутрішнім діаметром 19 мм і товщиною стінки 3 мм залежно від виробника коштує від $2 до $3 за метр.

Бажано вибирати шлаг чорного кольору або темних тонів для кращого теплозасвоєння. Різниця, щоправда, не дуже велика. Наприклад, білий шланг засвоює сонячне тепло приблизно на 5% гірше, ніж чорний. Але додаткові 5% зайвими не будуть.

Для перемішування води за допомогою термосифонного ефекту сама форма шланга не має значення, оскільки вода в шлангу рівномірно прогріта, важлива різниця рівнів між холодною водою в бойлері та гарячою водою в колекторі. Тому для виникнення стійкого термосифонного ефекту бойлер повинен бути піднятий над верхньою частиною сонячного колектора принаймні на 60 см. накопичувач (бойлер).

Щоб знизити тепловтрати конвенцією, задня частина шланга утеплена пінопластом. Також треба загерметизувати зазор між склом і пінопластом. Для цього можна підкласти між склом та пінопластом м'яку прокладку з поролону або склеїти скло та пінопласт клеєм на водній основі (клеї з органічним розчинником можуть розчинити пінопласт). Наприклад, можна використовувати клей для пінопласту або клей ПВА.

Для фіксування форми шланга сонячного нагрівача у вигляді спіралі він прив'язується до якоїсь трубки або бруску. Щоб закріпити його на пінопласті, його досить просто прив'язати.

Скло обов'язково потрібно використовувати шибку. Органічне скло або полімерна плівка не підійдуть, тому що вони дуже погано затримують довгохвильове випромінювання. Між склом та поверхнею шланга має бути зазор 12-20 мм. На склі не повинно бути селективних покриттів (i-скло), що відображають, таке скло відображає значну частину сонячного випромінювання.

Що стосується вибору між одинарним та подвійним склінням, то тут потрібно враховувати два фактори. При подвійному склінні менше втрати втрати, але більший коефіцієнт відбиття сонячного світла. А оскільки чим вища температура навколишнього повітря, тим менше тепловтрати, то виходить:

- якщо сонячний нагрівач використовуватиметься переважно в теплу пору року, то краще одинарне скління;

– якщо ж у прохолодне, тоді вигідніше стає подвійне.

Висновки шланга, що виходять назовні, для зниження тепловтрат потрібно теплоізолювати. Для теплоізоляції всередині опалювального приміщення та протягом водопроводів не більше 3 м достатньо використовувати звичайну м'яку теплоізоляцію з пінополіетилену для труб.

Для більш протяжних ділянок, а також для теплоізоляції зовнішніх трубопроводів потрібно використовувати потужнішу жорстку теплоізоляцію для труб з фольгованого пінополіуретану.

Приєднувати шланг до трубопроводу можна за допомогою хомута для гумових труб, для цього шланг туго вдягається на трубу і затискається хомутом. Оптимально, щоб внутрішній діаметр шланга дорівнював діаметру труби, на яку він одягатиметься.

Описана конструкція пасивного сонячного нагрівача з колектором може заощадити до 80% енергії для гарячого водопостачання влітку і до 40% навесні та восени, що за рік становитиме близько 400 кВт*годину заощадженої енергії на одну особу.

Приблизно на 80% території України рівень інсоляції не опускається нижче за 3 одиниці, що порівняно з іншими країнами Європи є дуже перспективним результатом. Отже, встановлення сонячних колекторів може стати новим витком у розвитку енерготехнологій як України, так і інших південноєвропейських областей.

Сонячний водонагрівач своїми руками, Зелений Шлях

Дім, Сім'я – завантажити книги або читати онлайн, 20 тисяч аудіокниг всіх рубрик Зарубіжна прикладна та науково-популярна література (1127

Сонячний водонагрівач своїми руками

Як зробити сонячний водонагрівач своїми руками

Традиційні джерела енергії, такі як газ, вугілля, електрика щорічно дорожчають. Енергія сонця безкоштовна, незліченна та невичерпна. Необхідно лише розібратися з тим, як це влаштовано та як працює. Підрахувати вигоду та усвідомити переваги встановлення сонячних батарей чи колекторів. У цій статті ми спробуємо розібрати всі ці моменти, розглянемо роботу сонячного колектора і розповімо про те, як самостійно зробити сонячний водонагрівач.

Установка в заміському будинку сонячного колектора, цілком може забезпечити людей, що проживають в ньому, гарячою водою протягом усього року. Геліосистема - це комплекс, який включає в свою конструкцію два ідентичні блоки сонячних колекторів, а також аванкамеру і, звичайно ж, накопичувальний бак. У роботі геліосистеми закладено принцип парника. Тобто енергія сонця безперешкодно проходить через скло і потрапляє в темний простір. Таким чином, сонячна енергія перетворюється на теплову енергію і не в змозі вийти з геліоустановки назовні. Вода, що знаходиться всередині, нагрівається під дією цієї самої енергії і за законами фізики піднімається вгору по системі, витісняючи при цьому більш холодну воду і рухаючи її в місце нагрівання. На особливу увагу заслуговує система термоізоляції, завдяки якій теплова енергіяможе не тільки накопичуватися всередині установки, а й зберігатися в ній протягом тривалого часу.

Треба сказати, що існує безліч різноманітних конструкцій та варіантів водонагрівачів даного типу. Однак як приклад розглянемо не найскладнішу і навіть навпаки, простішу модель, яку можна без особливих зусиль виконати своїми руками. В основі такого водонагрівача закладено спеціальний колектор, виконаний у вигляді радіатора з U-подібних сталевих трубок. Виконаний цей радіатор усередині дерев'яної конструкціїмає вигляд короба, верхня частина якого закрита прозорим склом. Для підведення до водонагрівача води використовуються дюймові труби. Для грат використовуються труби більш маленького діаметру. Наприклад, можна виконати радіатор з п'ятнадцяти трубок, довжина кожної з яких складатиме близько півтора метра. Дошки для спорудження короба радіатора мають бути близько п'ятнадцяти сантиметрів завширшки та мати товщину не менше трьох сантиметрів. Днище короба можна виконати з оргаліту, а також інших подібних до нього матеріалів. Зміцнюється конструкція короба за допомогою дерев'яних рейок. Пам'ятайте, що для більш ефективної роботи водонагрівача необхідно якомога якісніше виконати його теплоізоляцію. Для цього можна використовувати будь-які матеріали, що знаходяться у вас під рукою. Теплоізоляція укладається безпосередньо на дно короба, після чого зверху закріплюється бляшаний лист або лист оцинкованого заліза. Зверху встановлюється сам радіатор, який потрібно жорстко зафіксувати. Труби і лист, що знаходяться на дні короба, правильно пофарбувати в чорну фарбу. З зовнішнього боку, короб краще пофарбувати сріблянкою, скоротивши цим втрати на випромінюванні тепла. Скляну поверхню короба потрібно посадити на герметик. Підвищена увага, при складанні конструкції, необхідно приділяти всім з'єднанням і стикам, герметичності яких можна досягти за допомогою спеціальних герметиків, пеньки та фарби.

Накопичувачем може послужити будь-яка містка ємність, чи то великий бак, бочка чи інша тара. Можна також використовувати кілька таких ємностей, за умови, що всі вони будуть об'єднані в одну єдину загальну конструкцію. Ємності, як і основне встановлення, повинні бути пофарбовані сріблястою. Оптимальна місткість накопичувального бака в кожному випадку різна, проте, в середньому вона становить близько трьохсот літрів.

Для того щоб у системі водопостачання заміського будинкубув тиск, потрібно аванкамера, яка нестиме функцію розширювального бачка. Виготовити примітивну аванкамеру можна за допомогою будь-якої зручної ємності, місткість якої становить близько 30-40 літрів. Її автоматична робота повинна забезпечити шляхом облаштування в ній поплавково-клапанної системи, яка працює за принципом зливного бачка.

Найзручніше та раціональне місце для розміщення накопичувача та аванкамери на горищі заміського будинку. Місткості повинні знаходитися в спеціальному теплоізолюючому коробі. Перш ніж почати встановлення ємностей на горище, переконайтеся, що стельові перекриття зможуть витримати вагу повної води бака. Аванкамера встановлюється в безпосередній близькості з накопичувачем і монтується так, щоб рівень води в ній був вищим за рівень води в накопичувачі сантиметрів на 80-100. Самі ж сонячні колектори необхідно розташувати на південній стороні даху заміського будинку під кутом близько 30-45 градусів до горизонту.

Як уже говорилося вище, елементи саморобної геліоустановки з'єднуються в єдине ціле за допомогою дюймових та напівдюймових труб. Труби підлогу дюйма використовуються для монтажу частин системи, які відповідають за введення холодної води, з'єднання з аванкамерою, а також виведення вже нагрітої води з накопичувача. Дюймові труби використовуються для монтажу низьконапірних частин сонячного водонагрівача. Виконувати монтаж системи необхідно приділяючи особливу увагу її герметичності і забезпечуючи відсутність у ній повітряних пробок.

Після виконання монтажу всієї системи, труби необхідно обмотати якимось практичним і сучасним теплоізоляційним матеріалом, після чого їх необхідно покрити сріблястою. Зібрана система заповнюється водою через через спеціально обладнані внизу радіатори дренажні вентилі. Система заповнюється доки вода не стане литися з дренажної трубиаванкамери. Такий варіант заповнення системи виключає появи повітряних пробок.

На наступному етапі необхідно здійснити підключення аванкамери до введення холодної води та відкриття витратного вентиля. Якщо система зібрана правильно, рівень води в аванкамері повинен почати знижуватися, тим самим відкривши поплавковий клапан. Необхідного рівняводи в аванкамері можна досягти, вигнувши стрижень поплавця невеликою дугою.

Щойно система повністю заповниться водою, радіатори почнуть її нагрівати. Нагрів і відповідно циркуляція в системі води відбувається постійно, поки температура у всій системі не вирівнюється і не стане такою самою, як на виході з радіаторів. У міру витрачання теплої води спрацьовуватиме клапан, відкриваючи тим самим паркан нової партії холодної води, яка відразу почне циркулювати і нагріватися. Цікаво, що холодна вода, що нещодавно надійшла в систему, жодним чином не перемішується з теплою нагрітою водою.

Коли на небі немає сонця, тобто в нічний час або ж похмурі дні, щоб уникнути втрати тепла, необхідно заздалегідь передбачити спеціальний вентиль, закриваючи який, можна перешкоджати відтоку теплої води у зворотний бік.

Якщо температури води, що нагрівається, не достатньо, то можна спробувати збільшити продуктивність системи, шляхом введення в радіатори додаткових секцій трубок.

Які переваги дає сонячний водонагрівач та як виготовити його своїми руками?

Використання сонячного тепла для нагрівання води - далеко не новий винахід, який широко використовується і в наш час.

Напевно, будь-кому відомий «літній душ», встановлений на величезній кількості дачних ділянок.

Але з якихось незрозумілих причин мало хто з власників подібних сонячних водонагрівачів замислюється про вдосконалення цього пристрою.

Адже навіть звичайна поліетиленова плівка, натягнута на каркас навколо бочки з водою, створить своєрідний «парник» і помітно збільшить швидкість нагріву.

Та й протягом дня погода може кардинально змінитися.

Виходить, що нагріта в бочці вода охолоне, не приніс ніякої користі.

Існує кілька варіантів виготовлення, але принцип дії вони ідентичний.

Розглянемо одну з найпростіших варіацій.

Схема установки сонячного водонагрівача зображено малюнку.

Основні елементи конструкції водонагрівача – сонячний колектор та накопичувальний бак для води.

Їх можна встановлювати як в одиничному екземплярі, так і створити ланцюг із 2-3 колекторів або такої ж кількості бочок.

Вода, нагріта в радіаторі, внаслідок теплової конвекції піднімається у накопичувач, звідки її можна брати для побутових потреб.

Колектор є теплоізольованим коробом, заскленим з одного боку.

Усередині нього розміщуються труби теплообмінника.

Радіатор може бути виготовлений двома способами: у вигляді ґрат або змійовика.

Самостійно зігнути трубу у формі змійовика досить проблематично, але якщо у вас є старий непотрібний холодильник, можна зняти з нього вигнуті трубки.

Якщо ви будете виготовляти грати самостійно, слід враховувати теплопровідність труб.

Найкраще використовувати тонкостінні труби (товщина матеріалу до 1,5 мм) діаметром 15-20 мм.

Загальна кількість труб на одну решітку – 15-21, довжина – 1,6 м.

Для їхнього з'єднання використовуються відповідні за розміром трійники.

В якості труб, що підводять оптимальними будуть водопровідні, діаметром дюйм або ¾.

В зв'язку з тим що Загальна площаповерхні труб зовсім невелика, велика кількість сонячних променів просто не використовується.

Для збільшення ККД застосовують тонкі металеві пластини, що примикають до радіаторних грат.

Труби та абсорбер повинні прилягати один до одного максимально щільно.

Хорошим варіантом буде використання термопасти.

Для більшої ефективності листи металу та труби фарбують темною фарбою.

Короб колектора виготовляється із дощок, що мають товщину 25-30 мм, а для дна підійде лист вологостійкої фанери або оргаліту.

Також для виготовлення можна використовувати дюралеві листи.

Труби у коробі закріплюються за допомогою хомутів.

Зверху короб закривається склом або полікарбонатом, а шви герметизуються.

Як накопичувач підходить 200-300-літровий бак.

Для зниження тепловтрат його бажано утеплити.

Наприклад, можна спорудити навколо бака фанерний або дерев'яний короб, а міжстінковий простір заповнити будь-яким матеріалом, що теплозберігає.

Для цієї мети підійде все, що завгодно – від соломи до мінеральної вати.

Так як у нічний і вечірній час температура на вулиці помітно знижується, тепло від бака йтиме в навколишнє середовище, а вода почне опускатися назад у радіатор.

Щоб уникнути цього, необхідно встановити запірний вентиль і перекривати його в прохолодний час.

Вода в баку може мати температуру до 70°С, тому рекомендується встановити змішувач, до якого приєднано трубу з холодною водою і теплою водою з бака.

Складання всієї системи здійснюється наступним чином.

З'єднуються всі елементи колектора: у короб укладається шар утеплювача, потім листи абсорбера та труби радіатора.

Останній етап – скління та герметизація швів.

Оптимальний кут нахилу конструкції по відношенню до Сонця - 10-30 °.

На даху будинку або спеціальному каркасі-стійкі закріплюється водозбірник водонагрівача з підведеними до нього трубами для кращого нагрівання від сонячної енергії.

Обидві частини конструкції з'єднуються, забезпечується надходження холодної води до сонячного колектора.

Усі різьбові з'єднання обробляються герметиком.

Орієнтовні ціни на елементи конструкції сонячного водонагрівача:

1. 3 тюбики силіконового герметика - 150 рублів.
2. Лист оцинкування для абсорбера - 300 рублів.
3. Утеплювач – від 150 рублів залежно від виду.
4. Труби мідні – від 100 рублів, змійовик від холодильника – безкоштовно.

Таким чином, витративши день-два на виготовлення конструкції, а також невелику суму на покупку матеріалів, можна виготовити сонячний водонагрівач для будинку на дачі, якому позаздрять багато сусідів.

Використання сонячного водонагрівача, зробленого своїми руками, на дачі

Влітку як ніколи велика потреба освіжитися та прийняти душ. Але на дачній ділянцізробити це буває дещо проблематично. Для таких випадків буде про

Сонячні колектори для нагріву водистали популярними відносно недавно і за цей час зарекомендували себе як перевірені прогресивні пристрої, що використовуються у побуті. Раціональний підхід до їх вибору та облаштування – основа успішної експлуатації виробів.

Сонячні колектори для нагрівання води – перспективний різновид, тому в сучасних реаліях впровадження такого рішення є оптимальним виходом із будь-якої ситуації. Доступності цього виду обладнаної техніки потребують багато сучасних родин – власники приватного житла, власники підприємств, тому що придбання системи стане якісно вигідним та оптимальним капітальним вкладеннямна перспективу.

Особливості сучасних систем для водного нагріву

Накопичувальні пристрої в рамках технік, що застосовуються, є найбільш популярними. Їх ключові особливостіперебувають у присутності спеціального бака у сфері піднесення, тобто площі певної споруди. До нього надходить водний ресурс, а потім протягом денного періоду здійснюється його прогрів до певного температурного показника +40 °С, після чого є сенс використання рідини для створення побутових справ.

Вода, яка встигла розігрітися, подається в область призначення за допомогою самостійного перебігу за рахунок висотного перепаду, утвореного природним чином. Накопичувальна технологія традиційно використовується у випадку, а якщо ця система піддасться доопрацюванню, є всі шанси на її експлуатацію в літній душовій. Сонячні пристрої-колектори функціонують за такою схемою, що при нагріванні змінюється щільність, в результаті рідина піднімається вгору і виштовхує холодну воду. Застосувавши цей принцип, можна позбавитися необхідності використання додаткового забезпечення насосного типу.

Придбання сонячного колектора для нагрівання води може стати найбільш оптимальним рішенням. Він має просту конструкцію, яка включає цілий набір елементів:

• Тепловий поглинач. Традиційно ця складова пофарбована в темний колір, як і основа всієї конструкції.
• Баковий пристрій для зберігання та функціонування теплоносія без особливих перешкод.
• Змійовики, сприяють природної водної циркуляції у роботі даної системи.
• Теплообмінний пристрій виступає як основний елемент всієї системи, що застосовується для передачі тепла всієї робочої рідини.

Отже, в ході нагрівального процесу рідина піднімається трубами і потім надходить в резервуар, звідки господарі і добувають підігріту воду.

Модель	Характеристики	Дизайн
Плоский сонячний колектор SELECT PK 2,7 40388 руб. Придбати	Тип скла: Призматичне загартоване скло термо Durasolar P+; Трубки абсорбера, прим: 10; Загальна площа, м2: 2.7; Об'єм теплоносія, л: 2; Матеріал рами: Алюміній із покриттям; Матеріал абсорбера: Мідь; Покриття абсорбера: Селективне покриття; Температура стагнації, ° C: 200; Мах робочий тиск, бар: 6
Трубчастий вакуумний сонячний колектор auroTHERM exclusiv VTK 1140/2 78185 руб. Придбати	Кількість вакуумних трубок, прим: 12; Загальна площа, м2: 2.3; Об'єм теплоносія, л: 1.8; Матеріал трубки: Боросилікатне загартоване скло; Мах робоча температура, ° С: 180; Мах робочий тиск, бар: 10
Вакуумний сонячний колектор VTC 30 76765 руб. Придбати	Кількість вакуумних трубок, прим: 30; Загальна площа, м2: 4.55; Об'єм теплоносія, л: 1.82; Матеріал трубки: Боросилікатне загартоване скло; Мах робоча температура, ° С: 180; Мах робочий тиск, бар: 12
Колектор сонячний Azuro Supreme 1,19x0,76 м 8564 руб.	Сонячний колектор Azuro Supreme від чеського виробника Mountfield для басейну; Поверхня: 0.94 м2; Робочі характеристики: Об'єм басейну – 15 м 3 ; Особливості: Дві опорні ніжки, проста установка, сучасний дизайн, економічне та ефективне нагрівання, підходить для всіх видів каркасних та збірних басейнів, більше висока продуктивністьза рахунок парникового ефекту
Плоский сонячний колектор Huch EnTEC FKFH-240-V Al/Cu 52469 руб. Придбати	Виробник: Huch EnTEC; Країна: Німеччина; Площа, м2: 2.2; Теплоізоляція: Мінеральна вата; Робочий тиск bar: 6; Каркас: Алюмінієвий профіль; Задня панель: Алюмінієвий профіль; Скло: Сонячне ESG; Температура стагнації, ° С: 210; Ширина, мм: 2100; Висота, мм: 1200; Глибина, мм: 85; Вага, кг: 38
Колектор сонячний Azuro Shelter 1,2 х1х0, 9 м 10080 руб.	Система сонячного опалення Little House від Mountfield для басейну; Поверхня: 1.84 м2; Ширина: 100 см; Висота: 90 см; Довжина: 120 см; Робочі характеристики: Об'єм басейну – 15 м 3
Колектор сонячний Kokido Keops 12878 руб.	Сонячний нагрівник Keops від виробника Kokido для басейну; Об'єм басейну: 10 м 3 ; Ширина: 57 см; Висота: 32 см; Довжина: 57 см; Економічне нагрівання води; Підходить для басейнів об'ємом до 10000 л.
Сонячний водонагрівач SAPUN CPS-100 31500 руб. Придбати	Номінальний робочий тиск: 3-6 бар; Максимальний робочий тиск 7 bar; Номінальна температура: 45-70 ° С; Максимальна температура: 90 °; Матеріал корпусу: Пофарбована сталь
Сонячний колектор водопостачання всесезонний 22980 руб. Придбати	Потужність: 1,5 кВт при температурі 20 °С та інтенсивності випромінювання 900 Вт/м 2 ; Габарити: 1093х2008х76, 7 мм; Площа поглинання: 2,06 м2; Вага AL: 32 кг; Об'єм каналів: 1,4 літра; Сполучні патрубки: 4 шт. гвинт/гайка G 3/4 з плоскими прокладками; Прозора ізоляція: скло загартоване 3,2 мм з покриттям антивідблиску; Алюмінієвий абсорбер
Сонячний колектор Vaillant aurostep/4 2.250 HT 287 000 руб. Придбати	Країна виробництва: Словаччина; Максимальний робочий тиск: 1 бар; Площа: 1.6 м 2 ; Об'єм колектора: 150 л; Температура: 60 ​​°C; Ширина: 608 мм; Висота: 1084 мм; Глибина: 774 мм

Різновиди колекторних пристроїв

Залежно від конструктивного різновиду вироби поділяються на кілька видів:

• Плоскі– як поглинач енергії сонця виступає алюмінієва пластина або мідний елемент, оскільки дані матеріали – оптимальні теплові провідники. Пластинний компонент в обов'язковому порядкупідлягає обробці спеціальним покриттям, що забезпечує теплове поглинання. Кріплення даного типу моделей може здійснюватися в зручному місці, тобто на , в області стіни. Це універсальні моделі, які використовуються і для , і для водяного нагріву.

• Вакуумнімодельні елементи мають на увазі як основний компонент застосування трубної системи - змійовика. Виходить, що у верхній частині відбувається з'єднання декількох окремих трубчастих частин, у ході формується окрема панель. Працює цей пристрій за принципом термоса. Цей модельний ряд оснащений прямоточним механізмом, яким здійснюється циркуляція, а також виробами з трубами теплового різновиду.

Найбільш поширені моделі всесезонних сонячних колекторів із вакуумними трубками:

Сонячний колектор для нагрівання води можна зробити своїми руками, і це рішення дозволить заощадити гроші, але забере певну кількість часу.

Переваги та недоліки подібного виду виробів

Вакуумні моделі

Цей ряд оснащений певною кількістю переваг, на які варто обов'язково звернути увагу:

У кліматичній області помірного типу ця варіація перетвориться на оптимальне рішення. Також варто звернути увагу на кілька негативних моментів представника даного модельного ряду:

Чи варто віддавати перевагу на користь цього елемента – кожен споживач ухвалює рішення самостійно.