Солнечный водонагреватель | Мастер-класс своими руками

Солнечный водонагреватель ещё называют солнечным коллектором. Служит он для нагревания проточной воды.
Самый простой солнечный нагреватель — это бочка, выкрашенная в черный цвет и наполненная водой. Черный цвет поглощает солнечную энергию лучше остальных цветов и преобразует её в тепловую. В результате чего вода в бочке будет нагреваться.

Естественно, это самый примитивный способ сбора тепловой энергии солнца. Я покажу вам как сделать переносной солнечный водонагреватель, простой конструкции из доступных деталей, которые запросто можно купить в любом строительном магазине. Этот водонагреватель будет эффективен и очень просто в изготовлении.

Что из себя представляет солнечный водонагреватель?

Солнечный коллектор представляет из себя медную трубку, закрученную по спирали, заключенную в прямоугольный корпус с одной прозрачной стенкой. Водонагреватель имеет небольшой вес и размер, поэтому легко транспортируется, для чего с боку привинчена ручка для переноски.

Какое предназначение у этого солнечного водонагревателя?

Солнечный водонагреватель лично я использую для быстрого нагрева воды в бассейне. Так как он может работать и зимой, то его можно использовать даже для отопления в дневное время.

Плюсы нагрева воды солнечной энергией

— Все бесплатно, помогает экономить энергию.
— Солнечный коллектор работает и зимой, но с меньшей эффективностью.
— Не требует особых затрат на изготовление оборудования.
— Насосы, прогоняющие воду можно так же питать от солнца, используя солнечные батареи.

Процесс изготовления солнечного коллектора

Нам понадобиться:
— Моток медной трубки длинной 15 метров и диаметром 6 мм.
— Пластиковые кабельные хомуты (нейлоновые стяжки).
— Фанера для задней стенки.
— Деревянные бруски и рейки для боковых стенок и крепления стекла.
— Плексиглас или органическое стекло.
— Черная краска аэрозоль.
— Крепеж (гвозди, шурупы, саморезы).
— Переходной фитинг для медной трубки.
Возможно ещё что-то упустил.

Итак, ном необходимо разложить трубку в один слой с небольшим отступом, чтобы прикинуть размеры будущего солнечного коллектора. А можно взять сразу определенный размер короба, а лишнюю трубку потом отрезать.

После того как размер был выбран чертим карандашом линии вдоль и поперек. Это будут линии крепления трубки. Раскладываем трубку. Сверлим отверстия по диаметру хомутов и крепим ими трубку, смотрите фото.




Так постепенно закрепляем весь моток. Затем, торчащие части хомутов отрезаем кусачками. Фанера, на которой сейчас расположен наш змеевик, это не задняя часть корпуса. Корпус мы будем делать отдельно, а эту панель мы будем туда вкладывать.

Собираем короб под панель со змеевиком.

В этот короб вкладываем нашу фанеру со змеевиком. Если вы планируете использовать коллектор в зимнее время, то рекомендую положить утеплитель между задней стенкой и фанерой со змеевиком.

Сверлим отверстия в боковых брусках для вывода трубки.

Прибиваем рейки по внутренней стороне, на которой будет лежать стекло.

Мерим стекло, чтобы все было вровень, без лишних пазов.


Прикручиваем переходники под садовый шланг.

Прикручиваю ручку для переноски и транспортировки.

Аэрозольной краской красим внутреннюю поверхность.

Закрываем стеклом.

Подсоединяем шланг с водой и даем небольшой напор.

В солнечный день выходящая вода при среднем напоре может нагревать около 75 градусов по Цельсию.

Итог работы

Солнечный водонагреватель хорошо нагревает воду без лишней сложности, поэтому я советую его повторить.
Такие панели можно компоновать в группы, тогда эффективность такой системы будет в разы больше.
В больших садовых бассейнах имеется автономная система фильтрации воды, которая работает постоянно. Включив водонагреватель в эту систему вы нечего не потеряете, а вода в бассейне всегда будет теплой. Да и вообще весь бассейн может находиться в тени, а солнечный коллектор на солнце.

Видео постройки солнечного водонагревателя своими руками

Нагрев несколькими панелями, с использованием не медной трубки, а садового резинового шланга. Эффективность конечно ниже, из-за плохой проводимости тепла садовым шлангом.
[media=https://www.youtube.com/watch?v=BplFZt6DCqY]

Нагрев воды солнцем — Солнечные водонагреватели

Инновации в энергосбережении.

Нагрев воды солнцем. Солнечные водонагреватели.

Современные солнечные системы отопления не только поддерживают температуру воды в бассейне, они способны готовить горячую воду и даже отапливать помещения. Их популярность растет по нескольким причинам. Солнечные системы отопления являются надежными, гибкими и экологически чистыми, поскольку они используют возобновляемую энергию солнца. Многие системы используют гладкие, привлекательные и тонкие коллекторы, что люди часто принимают их за чердачные окна.

Знаете ли вы, что солнечные системы отопления хорошо работают во многих различных климатических условиях? Некоторые применения, например, отопление бассейна, сегодня широко используется и это экономически эффективно. Экономическая эффективность применения зависит от конкретных обстоятельств, таких как тип и стоимость обычного источника энергии.

Солнечная система отопления является существенной но вознаграждающей инвестицией. Она может уменьшить ваши ежемесячные счета за отопление и одновременно обеспечивать защиту окружающей среды.

Что такое солнечные водонагреватели?

Солнечные нагреватели, или солнечные тепловые системы, обеспечивают экологически чистое тепло для бытового водоснабжения, отопления, и бассейнов. Системы собирают солнечную энергию для нагрева воздуха или жидкости. Затем воздух или жидкость передает солнечное тепло прямо или косвенно вашему дому, воде или бассейну.

Солнечные водонагреватели, которых иногда называют солнечными системами горячего водоснабжения, могут быть хорошей инвестицией для вас и вашей семьи. Солнечные водонагреватели являются экономически эффективными в течение всего срока службы системы. Хотя солнечные водонагреватели стоят дороже, чем обычные водонагреватели, но они используют бесплатный источник энергии — солнце. Солнечные технологии отопления могут быть использованы в любом климате. Чтобы воспользоваться преимуществами солнечной энергии, вам потребуется наличие незатененной области, которая выходит на юг, юго-восток или юго-запад. В некоторых случаях, может потребоваться установка солнечных коллекторов на западной стороне.

Тип системы, в том числе и тип коллектора (является ли он активным или пассивным), зависит от нескольких факторов. Это — участок, климат в котором вы живете, установка, стоимость, и как вы хотите солнечную систему отопления использовать.

Каковы основные компоненты солнечной системы?

Солнечные водонагреватели и солнечные обогреватели состоят из солнечных коллекторов, и все системы, кроме обогревателей бассейнов, имеют резервуары. В системах обогрева бассейнов, сам бассейн служит резервуаром, а фильтрационный насос бассейна циркулирует воду через коллекторы. Активные системы также имеют циркуляционные насосы и управление; пассивные системы работают без дополнительного оборудования.

Три типа солнечных коллекторов используются для жилых помещений: плоские, интегрированные (ICS) и вакуумные.

Плоские коллекторы

Плоские коллекторы являются наиболее распространенными. Застекленные плоские коллекторы по существу изолированы от атмосферных влияний, содержат темные пластины абсорбера (поглотителя). Незастекленные плоские коллекторы — это просто темная пластина абсорбера из металла или полимера. Незастекленные плоские коллекторы изготовлены из полимерных материалов обычно используются в солнечных системах отопления бассейнов.

Интегрированные коллекторные системы

Интегрированные коллекторные системы, также известные как ICS, выполнены из одного или более черных резервуаров или труб, помещенных в изолированный застекленный контейнер. Сначала холодная вода проходит через солнечный коллектор, который предварительно нагревает воду, а затем попадает в обычный резервный водонагреватель. ICS системы — это простой, надежный солнечный водонагреватель. Однако их следует устанавливать только в таких климатических зонах, где зимой не бывает сильных холодов. Открытые трубы могут просто замерзнуть.

Вакуумные коллекторы

Вакуумные солнечные коллекторы, как правило сделаны из параллельных рядов прозрачных стеклянных трубок. Каждая стеклянная трубка внутри содержит металлическую трубку абсорбера. Абсорбер покрыт высоко-селективным покрытием, которое улавливает солнечную энергию, а между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуум помогает сохранить около 95% улавливаемой тепловой энергии.

Резервуары хранения

Большинству солнечных водонагревателей требуется хорошо изолированный накопительный резервуар. Солнечные резервуары имеют дополнительные впускные и выпускные отверстия для соединения с коллектором. Активные солнечные системы обычно включают в себя резервуар для хранения наряду с обычными водонагревателем. В системах с двумя резервуарами, солнечный водонагреватель подогревает воду перед подачей ее в обычный водонагреватель. В системах с одним резервуаром, резервный нагреватель помещается в один резервуар.

Активные солнечные водонагреватели

Активные солнечные водонагреватели используют насосы для циркуляции воды или незамерзающей жидкости (теплоносителя) из резервуаров через коллекторы. Активные системы, как правило, дороже, чем пассивные, но они также более эффективные.

Системы прямой циркуляции используют насос для циркуляции бытовой воды через коллекторы. Они хорошо работают в климате, где заморозки бывают крайне редко. Системы непрямой циркуляции используют насосы для циркуляции незамерзающего теплоносителя через коллекторы и теплообменник. Он нагревает воду, которая потом поступает в дом. Такие системы популярны в холодном климате.

Пассивные солнечные водонагреватели

Пассивные солнечные водонагреватели перемещают воду теплоноситель через систему без использования насосов или электричества. Пассивные системы работают без электроэнергии, но они не должны использоваться в климате, где температура часто опускается ниже нуля. Как правило, пассивные системы дешевле, чем другие типы солнечных систем. Они также являются более надежными и имеют более длительный срок службы, однако, пассивные системы обычно не так эффективны, как активные системы.

Интегрированные ICS пассивные солнечные системы — хороший выбор где температура редко опускается ниже нуля. Они также хороши в домашних хозяйствах, где значительная потребность горячей воды существует днем и вечером.

Термосифонные системы

Принцип работы термосифонной системы основан на разности плотности нагретого и охлажденного теплоносителя. Когда вода (теплоноситель) горячая, она поднимается, а когда холодная — опускается. В этой системе, коллектор должен быть установлен ниже резервуара так, что горячая вода поднималась в резервуар. Эти системы надежны, но перед установкой ее на крышу, следует учитывать большой вес резервуара. Термосифонные пассивные солнечные системы, как правило дешевле, чем активные системы, но дороже, чем ICS системы.

Как улучшались солнечные системы?

С начала 1970-х годов, эффективность и надежность систем солнечного отопления и коллекторов значительно возросли, а цена упала. Усовершенствование материалов и более привлекательный дизайн сделали их более доступными и популярными.

В настоящее время, вместо обычного стекла для остекления, используется закаленное стекло с низким содержанием железа. Улучшенная изоляция и прочное селективное покрытие абсорберов улучшили эффективность и помогли снизить затраты за срок службы. Внешний вид системы также сильно улучшился. Современные коллекторы обычно могут быть установлены на одном уровне с крышей.

Зачем мне инвестировать в солнечные тепловые системы?

Первый вопрос, который многие люди спрашивают при рассмотрении домашних расходов: «Сколько это будет стоить?» Ответ зависит от типа системы, и как вы хотите ее использовать (например, для нагрева воды в бассейне или подачи горячей воды в дом), и вашего географического местоположения. Но большинство солнечных тепловых систем стоит в порядке нескольких тысяч долларов. Хотя это, как правило, больше, чем стоимость обычной газовой или электрической системы, современные солнечные системы являются очень экономически конкурентоспособными, если учесть общие энергетические затраты в течение всего срока службы системы.

Как правило, ваши ежемесячные счета за газ или электроэнергию были ниже и более предсказуемые до тех пор, пока у вас появился дом. Кроме того, солнечные системы отопления обеспечат независимость от роста цен на топливо.

Еще одна важная причина инвестировать в солнечные системы может быть менее ощутимой. Когда вы покупаете солнечную систему отопления, вы поддерживаете технологии, которые хороши для окружающей среды. Вы делаете сознательное и ответственное дело, чтобы помочь уменьшить вредные выбросы ископаемых видов топлива, сохраняя при этом качество вашей жизни.

Как ваша солнечная система отопления поможет окружающей среде?

В зависимости от типа обычно используемого топлива, заменив электрический водонагреватель на солнечный, можно компенсировать эквивалентно от 40 до 100 процентов выбросов диоксида углерода легкового автомобиля. Углекислый газ удерживает тепло в атмосфере, что способствует возникновению парникового эффекта, который изменяет климат нашей планеты и экологические системы. Использование солнечной энергии вместо не возобновляемых видов топлива может уменьшить уровень оксидов азота и диоксида серы, которые являются компонентами смога.

Подходит ли мой дом для солнечной системы отопления?

Первое что требуется рассмотреть перед созданием солнечной тепловой системы — это ваш участок. Существуют ли не затененные зоны, в целом выходящие на юг? Если да — вопрос решен. Профессионал должен оценить вашу крышу в качестве места для установки коллекторов. Если на крыше места не хватает, вы также можете установить систему на земле. Количество солнца доступного на вашем участке, как часто температура падает ниже ноля, также как и другие факторы, влияют на тип солнечной системы.

Какого размера должна быть моя солнечная система, и на какие функции обратить внимание?

Некоторые ответы на вопросы о размере и возможностях системы зависит от того, как планируется использовать солнечную систему. Здесь вы найдете общую информацию про размер системы для нагрева воды, бассейнов, и отопления помещений.

Размеры тепловой системы для нагрева бытовой воды

Так же, как обычные, солнечные водонагреватели бывают разных размеров. Определение размера солнечных водонагревателей заключается в определении общей площади коллектора и объема резервуара, чтобы удовлетворить от 90% до 100% потребности горячей воды в течение лета. Для расчета, как правило, используются компьютерные программы.

Как правило, проектировщики следуют ориентира — 2 квадратных метра площади коллектора на каждого из первых двух членов семьи. На каждого дополнительного добавляется 0,7 квадратных метров (если проживаете в южном климате) и от 1,1 до 1,3 квадратных метров (если проживаете в более холодном климате).

Для активных систем, размер резервуара увеличивается исходя из размеров коллектора. Небольшой системы (250 литров) как правило, достаточно для одного — трех человек; системы среднего размера (300 литров) — для трех-четырех человек; и большая система (450 литров) подходит для четырех — шести человек.

Размеры солнечной системы для нагрева бассейна

Для нагрева бассейна солнечной энергией потребуется коллектор от 50% до 100% площади поверхности вашего бассейна. Ваше географическое расположение и другие факторы определят точный размер. Например, бассейну 4,5 — 9 метров в теплом климате обычно требуется такой коллектор как и площадь самого бассейна (100%). Это потому, что в теплом климате люди пользуются бассейном круглый год. В более холодном климате, где бассейн используется только 3 — 4 месяца в год, потребуется коллектор более меньшей площади (около 50% — 60% площади поверхности бассейна).

В целом, добавляя больше площади удлиняет купальный сезон и позволяет владельцам использовать бассейн в более холодную погоду. Накрытие бассейна снижает потери тепла и помогает поддерживать теплую температуру в течение длительного периода.

Размеры солнечной системы для отопления помещений

В отличие от солнечного нагрева воды, солнечное отопление помещений как правило, требует больших и более сложных систем. Размер площади коллектора необходимого для отопления дома зависит от многих факторов. К ним относятся: доступное количество солнечной энергии, эффективность коллектора, местный климат и потребность отопления. Потребность отопления зависит от уровня изоляции, герметичности дома и образа жизни жителей. Как правило, площадь солнечного коллектора примерно равна 10% — 30% от площади пола в доме.

Сколько денег солнечная система может сэкономить и сколько это будет стоить?

Экономия зависит от того, как солнечная система будет использоваться, а также, от ее типа и размера.

Экономия и расходы для солнечного нагрева бытовой воды

В долгосрочной перспективе солнечные системы отопления позволяют сэкономить много денег. По сравнению с электрическими водонагревателями, годовые расходы на электроэнергию используя солнечные системы, сокращаются на 50 — 85 процентов. В зависимости от цены традиционного топлива, солнечный водонагреватель будет более экономичным в течение срока службы, чем нагревание воды с помощью электричества, мазута, пропана, или даже природного газа. Это потому, что он использует бесплатную энергию солнца.

Часто люди выбирают электрические водонагреватели потому, что их очень легко установить и они относительно недорогие. Однако исследования показывают, что средняя семья с электрическим водонагревателем на нагрев воды тратит около 25% всех средств за энергию дома.

Экономия и расходы на солнечное отопление бассейна

Покупка и установка солнечной системы для вашего бассейна обойдется вам в 1 — 3 тыс. долларов. Это обеспечивает окупаемость от 1,5 до 7 лет, в зависимости от стоимости топлива, которого ваша система заменяет. Фактические затраты и окупаемость зависит от участка, типа системы и продолжительности купального сезона.

Часто окупаемость даже не может быть рассчитана, потому что многие люди не хотят отапливать бассейны в целом, учитывая дополнительные расходы на энергию. Солнечная система позволяет таким домовладельцам плавать в бассейне, в котором делать это ранее было слишком дорого или слишком холодно.

Экономия и расходы на солнечное отопление помещений

Стоимость солнечной системы отопления помещений зависит от многих факторов, в том числе, размера вашего дома, герметичности, количества требуемого тепла с обычного резервного источника, системы и участка. В целом, солнечные системы отопления помещений могут обеспечить от 40% до 60% потребностей на отопление. Наиболее экономичным системы являются для тех, которые иначе бы отапливались электричеством, а не природным газом или другим видом топлива.

Солнечное отопление помещений больше всего необходимо, когда солнечный свет является наименее доступным, в течение зимы и в ночное время и меньше необходимо — в течение лета и днем. Поэтому сегодняшние солнечные технологий вряд ли будут экономически эффективным решением для активного солнечного отопления в большинстве домов. Тем не менее, хорошая альтернатива, чтобы использовать методы пассивного солнечного дизайна.

Какие проблемы в обслуживании и затраты на ремонт солнечных тепловых систем?

Расходы на содержание вашей солнечной системы зависят от типа технологии и как часто температура в вашем регионе опускается ниже нуля. Пассивные системы не требуют особого технического обслуживания. А на счет активных систем вам следует обсудить это с поставщиком или внимательно прочитать руководство по эксплуатации. Водопровод и другие обычные компоненты требуют такого же обслуживания как и в обычных системах.

Регулярное техническое обслуживание простых систем производится раз в 3 — 5 лет, предпочтительно поставщиком. Системы с электрическими компонентами обычно требуют замены одного — двух элементов через 10 лет. Простые, регулярные проверки системы также могут быть эффективными.

Нужна ли мне обычная система в качестве резервной?

Нуждаетесь ли вы в резервной системе для солнечной системы отопления во многом зависит от типа солнечной системы и где вы живете. В пасмурные дни и при повышенном спросе горячей воды, солнечным водонагревательным системам почти всегда нужна резервная система. Резервная система — это газо или электро водонагреватель, который уже может быть частью солнечной системы. Он также может быть частью солнечного коллектора, как резервуар на крыше с термосифонной системой.

Например, ICS системы могут быть с проточным газовым водонагревателем в качестве резервной системы. ICS система хранит горячую воду помимо накопления солнечного тепла, а проточный водонагреватель обеспечивает горячую воду, когда солнечное тепло не доступно.

Большинство людей не нуждаются в использовании резервного нагревателя для солнечных нагревателей бассейнов. В холодном климате солнечные нагреватели бассейнов используются в основном в летнее время. СПА или горячие ванны являются исключением. В теплом климате нагреватели для бассейнов могут быть использованы круглый год.

Если вы решили установить солнечную систему отопления помещений, вам наверняка будет необходима резервная система. Чтобы производить достаточно энергии для отопления дома в ночное время и в зимний период, системы отопления требуют большой площади коллектора, значительного резервуара и высокоэффективных ограждающих конструкций здания. Солнечная система отопления помещений как правило, обеспечивает от 40% до 60% потребностей для обогрева вашего дома. Резервная система гарантирует, что ваш дом будет теплым во время отключения электроэнергии, в прохладные дни или в большую облачность.

Узнать больше:

 Остались вопросы? Напишите нам: [email protected]

 

 

ЗАКАЗАТЬ РАСЧЁТ

 Если выбор гелиосистемы вызывает у Вас затруднение, оставьте заявку на расчёт и квалифицированные специалисты нашей компании помогут подобрать солнечную водонагревательную установку удовлетворяющую Вашим потребностям. 

 

Как сделать солнечный коллектор для обогрева воды на даче

Имея проблемы с электроснабжением, вопрос получения горячей воды для технических нужд сильно осложняется. Эффективным решением в такой ситуации будет применение солнечного водяного коллектора. Он позволит нагревать воду от солнечного света до 40 градусов Цельсия и более. При этом его можно оснастить разного рода автоматическими системами, чтобы адаптировать горячее водоснабжение под необходимые в конкретном случае условия.

Материалы для изготовления коллектора

• змеевик (радиатор) от холодильника;
  
• деревянные бруски;
  
• фанера желательно влагостойкая;
  
• фольга строительная;
  
• стрейч пленка или стекло;
  
• тонкий шланг ПВХ или силиконовый.

Сборка водяного коллектора

Корпус коллектора состоит из фанерного щитка с прибитыми по краям брусками. Его размер подбирается таким образом, чтобы разместить змеевик.

Внутренняя сторона корпуса устилается фольгой, которую можно закрепить на двусторонний скотч.

Сверху фольги укладывается змеевик. При этом в брусках корпуса делается 2 отверстия, чтобы вывести его трубки наружу. Чтобы змеевик не болтался, его следует прикрутить саморезами или просто приклеить скотчем.

Далее нужно закрыть коллектор прозрачным материалом. В идеале использовать для этого цельное стекло, но можно просто обмотать корпус несколькими слоями стрейч пленки.

Затем к коллектору подключается шланг для циркуляции воды. Если его диаметр больше трубок, то их можно подмотать изолентой.

Вариант автономного подключения коллектора для нагрева всего объема бака

Чтобы обеспечить нагрев воды в емкости от коллектора необходимо обеспечить ее циркуляцию. Для этого потребуется:

• погружной насос 12 В;
  
• солнечная батарея 12 В;
  
• автоматический конвертер напряжения;
  
• разъем MC4 папа/мама.

Нужно соединить шлангами бак с водой и коллектор, который располагается на солнечном месте, к примеру, на крыше дома. При этом бак можно поставить в помещение. Чтобы вода могла двигаться от коллектора до емкости, нужно установить в последнюю водяную погружную помпу на 12 В.

Достаточно производительности насоса в 200-300 л/час. Важно, чтобы он смог поднять столб воды на нужную высоту от бака до коллектора.
Поскольку данная система должна работать автономно от центральной электрической сети, то для питания помпы лучше всего использовать солнечную батарею. Для этого насос сначала подсоединяется к автоматическому конвертеру напряжения, который настраивается на выдачу 12 В, а к нему через разъемы MC4 подключается солнечная батарея.

Таким образом, когда на коллектор и солнечную панель попадает дневной свет, то вода греется и циркулирует из бака в змеевик, затем сливается обратно в бак.

В змеевике она прогревается, поэтому поднимается температура и в самой емкости. Как только дневной свет прекратиться, то панель перестанет питать насос и тот остановит прокачку воды, что естественно хорошо, поскольку без солнца коллектор уже не работает на нагрев.

Такой вариант позволит нагреть летом бак на 50 литров до 40-50 градусов Цельсия за 3-5 часов. Данное оборудование даст достаточно воды даже для наполнения ванны. При этом если бак утеплен, то жидкость не остынет и ночью, когда нагрева нет. С целью экономии можно рискнуть и подключить помпу напрямую к солнечной панели без конвертера, но это способно повредить ее мотору.

Подключение для быстрого прогрева малого объема воды

Если вода используется небольшими объемами по пару литров за раз, то систему можно сделать вообще без насоса. Для этого потребуется:

• солнечная панель;
  
• автоматический конвертер напряжения;
  
• электронный термостат с датчиком;
  
• электромагнитный клапан для воды.

Данная система подразумевает размещение бака с водой на возвышении, выше коллектора. На выход змеевика устанавливается электромагнитный клапан, который управляется термостатом.



При этом датчик последнего подключается прямо возле слива змеевика. Естественно между солнечной панелью и всем оборудованием требуется установка конвертера напряжения.

В таком случае, как только вода в змеевике достигнет температуры реагирования термостата, тот подаст напряжение на клапан, от чего откроется слив из коллектора. Жидкость будет сливаться самотеком со змеевика в другую утепленную как термос емкость. Как только потечет холодная вода, термостат отключит питание клапана и тот перекроется.

Таким образом, горячая вода в утепленную емкость будет сливаться периодически по мере прогрева. Это позволит ее получать в малых объемах, но зато разогретую до высоких температур быстро, а не за 3-4 часа. Главное, чтобы накопительная емкость была эффективна как термос, и жидкость в ней не остывала. Периодически из нижнего бачка можно сливать по пару литров для мойки посуды, мытья рук и т.д.

Смотрите видео

Солнечный коллектор зимой — Есть ли толк? (Оценка эффективности)

18.10.2019

Содержание:

1. Как обеспечить нагрев воды от солнца в зимний период
   1. Стоит ли использовать солнечное отопление зимой
   2. Снег и солнечные коллекторы: отзывы, воздействие
   3. Может ли град повредить солнечные коллекторы зимой
   4. Как работает солнечный коллектор в мороз
   5. Нужен ли водонагреватель от солнца зимой?
   6. Отопление солнечными коллекторами: зарубежный опыт
2. Как работает отопление дома солнцем в зимний период
   
   1. Насколько эффективен подогрев воды солнечной энергией зимой
3. Так есть ли смысл покупать солнечный коллектор на зиму?

 

Постоянно растущая стоимость отопления в зимний период заставляет многих домовладельцев искать альтернативный источники энергии для горячего водоснабжения и отопительных систем. Для этой цели подходят твердотопливные котлы и тепловые насосы, но первым требуется топливо, а вторым электроэнергия, что не позволяет создать полностью автономную сеть обогрева воды. Есть ли третий вариант? 

Как обеспечить нагрев воды от солнца в зимний период

Наиболее экологически чистую и полностью бесплатную тепловую энергию обеспечивают солнечные коллекторы. Но у многих возникает вопрос, насколько эффективно отопление от солнца зимой и не возникнет ли с гелиоколлектором дополнительных проблем в наших климатических условиях? Разберем этот вопрос подробнее. 

Стоит ли использовать солнечное отопление зимой

Гелиосистемы, как и солнечные батареи работают за счет энергии солнечного света, поэтому монтируются на улице, в местах прямого (или почти прямого) падения лучей. Однако если на фотоэлектрическую трансформацию температура и окружающая среда практически не оказывают воздействия, то с солнечными коллекторами возможен ряд проблем. Больше всего покупателей беспокоят вопросы:

• Снега;
• Града;
• Мороза. 

Развеем несколько мифов, касающихся влияния этих факторов на эффективность гелиоколлектора. 

Снег и солнечные коллекторы: отзывы, воздействие

Снег является основным врагом гелиосистем, поскольку преграждает доступ солнечных лучей к поверхности коллектора, из-за чего эффективность последнего значительно снижается. Как у вакуумных, так и у плоских моделей наблюдается падение производимой мощности от 3 до 5 раз, в зависимости от толщины снежного покрытия. 

Однако тут нужно добавить, что трубчатые коллекторы при небольших снегопадах и в условиях отсутствия мороза быстро самоочищаются за счет своей формы. Но наиболее эффективно противостоят снегу плоские модели, поскольку: 

• Основная теплопотеря системы происходит через верхнюю панель и во время работы коллектор как-бы непроизвольно подогревает снежный пласт над собой;
• В некоторых плоских моделях есть функция оттаивания, которая переводит часть аккумулированного тепла на повышение температуры верхней панели, что приводит к тому же результату, только быстрее. 

Да, снег сильно снижает КПД гелиосистем, но инженеры вводят всё новые способы решения этой проблемы. 

Может ли град повредить солнечные коллекторы зимой

Опасения по-поводу града напрасны для владельцев качественных трубчатых и плоских коллекторов, так как:

• Качественные трубки производятся из закаленного стекла (в некоторых случаях — с дополнительным усилением), прочность которого на порядок выше, чем обычного;
• Прозрачные панели плоских моделей делаются из армированного стекла или композитных материалов — пластика, стеклопластика (конкретные параметры защиты зависят от производителя).

Такие системы могут легко выдержать град различной интенсивности и величины, вплоть до среднего диаметра осадков 3-5 см. Многие производители демонстрируют видео обстрела своих коллекторов металлическими или каменными шариками, имитирующими град в качестве доказательства прочности. 

Как работает солнечный коллектор в мороз

Вторым серьезным фактором, влияющим на КПД гелиосистем является температура окружающей среды, но снижение эффективности в мороз характерно только для плоских коллекторов. Это вызвано тем, что сеть трубок с теплоагентом контактирует с внешней панелью, через которую уходит тепло. Чтобы снизить этот эффект, многие производители начали устанавливать изоляционный слой между прозрачной панелью и трубками. 

В трубчатых, между трубкой с теплоагентом и внешним прозрачным кожухом образовывается вакуум, который является плохим проводником тепла. Поэтому трубчатые модели демонстрируют минимум теплопотерь даже в мороз. 

Тут стоит отметить, что мороз может сыграть злую шутку с трубчатыми коллекторами при повышенной влажности и затянуть внешний стеклянный кожух изморозью, а это снизит число проникающих солнечных лучей. Но опасаться подобных ситуаций не стоит, поскольку: 

1. Прозрачность изморози на несколько порядков выше, чем снега и она очень несущественно влияет на производительность.
2. Изморозь уходит за несколько часов солнечной погоды, поэтому если на небосводе появится яркое солнце — оно быстро ее растопит, а если солнца нет, то КПД коллектора снизится вне зависимости от намерзшего слоя. 

 

 

 

В нашем каталоге более 50 моделей солнечных водонагревателей

 

 

 

Нужен ли водонагреватель от солнца зимой?

Если резюмировать влияние погодных факторов в условиях нашего климатического пояса: 

• Количество солнечных дней зимой резко снижается;
• Поверхность коллектора может покрываться снегом или изморозью; 
• Плоские модели будут отдавать существенную часть тепла через внешние панели, особенно при сильных морозах.

Однако в холодное время года, можем отметить, что:

• Коллекторы легко переносят перепады температур и осадки;
• Их сложно повредить градом или льдом;
• За полученное тепло не нужно платить;
• При достаточном количестве солнца, КПД системы падает незначительно.

Если учесть, что у плоских коллекторов есть механизм для самоочищения от снега, то на их КПД влияет только количество солнечных дней и температура окружающей среды. В целом такая система будет выполнять нагрев воды солнцем, но ее эффективность в зимнее время падает в 3-4 раза.

Если для горячего водоснабжения можно рассчитать необходимый запас мощности и установить дополнительные модели, то применение солнечных нагревателей в отопительных системах возможно только в качестве дополнительного источника подогрева воды. 

Отопление солнечными коллекторами: зарубежный опыт

В странах Западной Европы, в частности Швейцарии и Германии (в регионах, расположенных примерно в той же широте, что и Украина) научились минимизировать падение КПД на отопительную систему дома за счет предварительного накапливания энергии. 

Эта технология используется в хорошо утепленных домах с предварительным инженерным планированием и предусматривает:

• Монтаж в стенах и под полом системы отопительных труб;
• Установку сети солнечных коллекторов и солнечных батарей;
• Установку резервуара с большим водоизмещением (42 тонны или больше) на чердаке.

Дальше в межсезонный период, когда температура только начинает падать, а отопление еще не работает (август-сентябрь) система направляет всю энергию на подогрев воды в резервуаре до максимально возможной температуры. В дальнейшем эта вода будет использоваться для поддержания стабильной работы отопительной сети в пасмурные и холодные дни, когда эффективность коллекторов падает. 

Такая технология не является панацеей от падения КПД, но существенно продлевает срок автономной работы отопления и снижает расходы владельца. Правда, обходится такое оборудование недешево и в Украине подобные проекты пока не реализовывались. 

Как работает отопление дома солнцем в зимний период 

Солнечный водонагреватель зимой тоже используется для отопления дома (для этого даже разработаны специальные модели с незамерзающим теплоагентом). Это обусловлено процессом преобразования солнечной энергии в тепловую, включающим несколько этапов:

1. Солнечные лучи проходят через внешнюю прозрачную панель/трубку и попадают на покрытие-абсорбатор;
2. Абсорбатор активно вбирает прямые и рассеянные солнечные лучи даже в облачную погоду и передает преобразованное тепло на трубку с теплоагентом;
3. Теплоагент (во всесезонных моделях — незамерзающий) закипает и проходит по змеевику в расширительный бак системы;
4. В баке он передает полученное от абсорбера тепло воде и конденсируется, возвращаясь по змеевику в трубку под абсорбером.
5. Цикл повторяется. 

Как можно видеть, этот механизм не зависит от температуры окружающей среды, поэтому может использоваться даже в холодное время года. На эффективность системы влияет количество и продолжительность солнечных дней, а в нашем климатическом поясе эти показатели хоть и сокращаются, но не падают до нуля, поэтому даже самой холодной зимой коллекторы будут работать (пусть и с пониженным КПД).

Насколько эффективен подогрев воды солнечной энергией зимой

Мощность работы солнечного коллектора рассчитывается в Вт на м² и напрямую зависит от солнечной активности в регионе и КПД самого устройства. Соответственно мощность вычисляется по формуле: м = а*к/100.

Где:

• м — мощность;
• а — солнечная активность;
• к — коэффициент полезного действия. 

Количество солнечной энергии в широтах Украины составляет 1000-1200 Вт на м². Узнать КПД коллектора можно из его технического паспорта (хотя нужно учитывать, что фактический может отличаться от номинального). 

Если у нас есть плоский коллектор с КПД в 80%, то его мощность = 1200*80/100, то есть 960 Вт на м² площади. 

Так вот в зимний период (в зависимости от региона и погодных условий) из-за облачности и осадков солнечная активность над территорией Украины падает от 3 до 5 раз, то есть до 400-250 Вт. При таких условиях мощность того же коллектора будет составлять 360-200 Вт на м². И это при отсутствии длительного снежного покрова на поверхности коллектора. 

Фактически для бесперебойной работы системы зимой владельцу нужно обеспечить пятикратный запас мощности, что затруднительно, учитывая общую площадь и стоимость такого гелиоколлектора. 

Так есть ли смысл покупать солнечный коллектор на зиму?

Учитывая вышеизложенное, можем сделать вывод, что гелиоколлекторы хоть технически и способны работать в условиях зимы в нашем регионе, без существенных проблем для владельца, но не выдают достаточный КПД для полноценного отопления или обеспечения дома горячей водой. 

Это не значит, что солнечный водонагреватель бесполезен — летом такая установка может полностью нагреть воду солнцем, покрыть теплопотребности дома, а в зимнее время стать дополнительным источником энергии, снижая общую нагрузку на основную теплосеть. Эффективно обеспечить домохозяйство горячей водой для потребления и отопления в зимний период могут другие источники альтернативной энергии:

• Тепловой насос;
• Твердотопливный котел.

Подключение любого из них к сети, совместно с солнечным коллектором позволит существенно сэкономить на твердом топливе или электричестве, а в летний период установки можно полностью отключить, перейдя на полностью бесплатную энергию солнца.

 

 

 

Хотите узнать все тонкости выбора твердотопливного котла?

 

 

 

Коврик для нагрева воды от солнечной энергии

В последние годы солнечная энергия находить широкое применение во многих сферах человеческой жизни, это касается как производственных аспектов, так и использования в личных целях на собственных участках. Популярность данного ресурса объясняется его доступностью и неисчерпаемостью. Разве что в дождливые пасмурные дни эффективность такого источника падает. Тем не менее, когда солнечные лучи вновь пробиваются из-за туч, работа возобновляется. И такая цикличность может помочь вам гораздо сэкономить, особенно, сейчас, когда традиционных ресурсов становится все меньше, а цена на них повышается.

Нужны ли подобные источники альтернативной энергии?

Чем дальше шагает в своем техническом развитии наше общество, тем больше источников энергии может потребоваться с каждым новым этапом. А всем нам небезызвестно, что традиционные и привычные ресурсы, как нефть, уголь или газ, порядком исчерпались за столько лет активной эксплуатации. И на образование новых уйдет не одно тысячелетие.

Чем меньше ресурсов становится, тем выше цена на них. Поэтому люди начали активнее задумываться об альтернативных вариантах энергоснабжения. И тут пришли на помощь возобновляемые источники. Энергия ветра, воды или Солнца – это новый виток, позволяющий и дальше развиваться обществу, снабжая его необходимыми ресурсами.

Какие системы используются для нагрева воды с помощью солнечной энергии?

Применение энергии солнечных лучей для подогрева воды – это самый простой и дешевый способ, доступный человеку. Существуют различные приемы и оснащение, предназначенные для этого.

Что делать, чтобы нагреть воду посредством солнечной энергии?

• Самое простое и наименее затратное – это покрасить емкость, в которой храниться вода в темный цвет. Таким нехитрым образом солнечная энергия будет преобразовываться в тепловую, и вода будет нагреваться.
• Помимо этого, вы можете использовать специальный коврик для нагрева воды от солнечной энергии. Он помогает нагреть воду и поддерживать нужную температуру в бассейне. Исходя из этого, вам не грозят дополнительные расходы на энергозатраты. Купив такой коврик один раз, вы получите теплую воду в бассейне в нужное вам время в течение долгих лет эксплуатации, и это ничего не будет вам стоить.
• Если вам нужно нагреть воду не на улице, есть отличный вариант для этого – солнечный коллектор. Преимущество такого оборудования в том, что его работу можно регулировать. Если по каким-то причинам в определенный период времени вы не нуждаетесь в горячей воде, то можете прекратить работу коллектора. В таком случае будет включаться функция сбрасывания тепла. А в нужный момент ее можно возобновить вновь.

Подобное оснащение является очень удобным в повседневной жизни. Подобные коллекторы и коврики для нагрева воды от солнечной энергии можно купить по адекватным ценам. При этом они смогут окупить себя достаточно быстро, ощутимо снизив расходы на централизованное энергоснабжение.

Сейчас на рынке представлен широкий спектр оборудование, с помощью которого производится нагрев воды от солнечной энергии. Но помимо этого, вы также можете создать коллектор, выполняющий данную функцию, своими руками. Для этого вам не потребуются глубокие инженерные познания, а все необходимые материалы и составляющие вы сможете найти в магазинах строительных товаров и оборудования.

Способен ли мини ветровой генератор обеспечить наличие горячей воды?

Еще одной популярной системой для нагрева воды служит мини ветровой генератор. Подобное оборудование можно использовать не только для обеспечения горячей воды, но и как альтернативный источник питания электроэнергии. Так что, соорудив подобное устройство на своем участке, вы получите очень выгодное энергоснабжающее оборудование.

Разновидности мини ветровых генераторов:

• Устройство с двигателем лентопротяжного типа;
• Мотор постоянного тока как основа генератора;
• Аксиальная модель;
• Прибор, за основу в котором взят кулер старого компьютера.

Таких разновидностей существует большое количество. Поскольку самодельные устройства придумываются не профессионалами, в каждом из них существует определенная особенность или отличие. Однако, практика показывает, что их использование может быть достаточно эффективным. А именно этого мы и добиваемся.

Солнечная энергия для нагрева воды и бойлер на солнечных батареях

Вода и солнце являются источниками жизни для всех организмов на земле. Сложно представить себе жизнь без этих двух элементов. А что будет, если попытаться объединить их вместе?! Ответ напрашивается сам собой: горячая вода. Именно для нагрева воды и был спроектирован бойлер, работающий на солнечных батареях.

Принцип работы этого устройства был известен даже нашим предкам, испокон веков солнечная энергия использовалась для подогрева воды. Мытье посуды, стирка, принятие душа – все это требует большого количества горячей воды, а зачем платить за нее, если можно воспользоваться бесплатными дарами природы, такими как энергия солнца. Это и послужило толчком для всех ученых.

Немного истории

Первая попытка использования солнечной энергии для нагрева воды принадлежит швейцарскому ботанику Орасу Бенедикту де Соссюру, и сделал он ее в 1767 году. Мощности его «детища» было достаточно для приготовления супа. А вот современные водонагреватели появились значительно позже, в 1953 году, их творцом стал израильский инженер Леви Иссар.

Разработка Иссара была усовершенствована Цви Тавором спустя 2 года. И его вклад не остался незамеченным. За него он был удостоен награды от премьер-министра Израиля Давида Бен-Гуриона. Так что можно сказать, что солнечные водонагреватели уже подходят к своему 60-летию. Значимая цифра, согласитесь.

Из чего состоит и как работает…

Самым простым примером подогрева воды солнечной энергией служит нагревательный бак. Данное устройство зачастую встречается на дачах, где его используют в качестве летнего душа. Вот только при наступлении вечера вода в таком баке будет остывать. Для того, чтобы уменьшить тепловые потери нагревательный бак следует утеплить либо слить воду в другую утепленную емкость.

Данным методом нагрева воды можно пользоваться лишь в теплые месяцы, а вот для осени и весны, когда энергия солнца поступает на землю в меньшем количестве, понадобятся солнечные батареи или, как их еще по-другому называют, коллекторы. Причем второе название более правильное, так как солнечные батареи представляют собой соединенные вместе фотоэлементы, преобразовывающие энергию солнца в электроэнергию. А для нагрева воды используются конструкции, которые генерируют не электрическую энергию, а тепловую.

Солнечные водонагреватели состоят из 2-х основных элементов: коллекторы или батареи и резервуар-теплообменник. Коллектор это радиатор, состоящий из вакуумных трубок, на которые наносится специальное селективное покрытие. Его роль одна из главных, ведь от поглощающей способности покрытия будет зависеть эффективность работы коллектора. Чаще всего это значение равняется 98%, но отражающая способность делает свое «пакостное» дело и уменьшает количество поглощенного солнечного излучения.

Для труб, которые используют для монтажа солнечной батареи водонагревателя, подойдут:

• металлические;
• полипропиленовые;
• металлопластиковые образцы.

В случае с металлическими трубами Вас ждет трудоемкая сборка, значительный вес всей конструкции и сложный монтаж. В двух других случаях – немалое количество соединений и возможная деформация при нагревании увеличат вероятность протечки так называемой батареи водонагревателя. Оптимальным вариантом может служить обычный садовый шланг. Его гибкость и отсутствие необходимости в соединениях обеспечат стабильную работу без протечек, к тому же его можно будет подключить напрямую к трубопроводу в доме.

Подобные водонагреватели смогут обеспечить Ваш дом горячей водой, которую можно использовать как для бытовых нужд, так и для отопления помещений. К тому же бойлер, работающий от солнечной батареи, можно использовать для обустройства теплого пола. Польза и экономическая выгода на лицо.

Как отзываются о водонагревателях их хозяева:

Какие водонагреватели бывают?

Существует 2 вида систем, используемых для нагрева воды с помощью батареи (коллектора):

• пассивные;
• активные.

В первом случае теплоноситель или вода перемещаются через систему благодаря естественной гравитации, которая возникает ввиду разной плотности холодного и нагретого теплоносителя. В активных системах циркуляцию теплоносителя обеспечивают насосы, контроллеры и клапаны.

Водонагреватели активных систем с открытым контуром в качестве теплоносителя используют воду, а с закрытым контуром – водно-гликолиевый антифриз. Это различие позволяет сделать следующий вывод: бойлер для подогрева воды с открытым контуром лучше подойдет для районов с положительной температурой, а с закрытым – будет хорошо работать даже при минусовых температурах. Но не стоит забывать, что для работы солнечной батареи (коллектора) подходят не все антифризы.

Какой выбрать и как установить?

Сегодня в магазине можно найти бойлер для нагрева воды любой модели. Коллекторы различной мощности, разное число резервуаров-теплообменников – все это Вы можете подобрать по своему усмотрению. Главным достоинством подобных гелиосистем является то, что они могут эффективно работать даже в холодном климате, где энергия солнца поступает на землю в малом количестве. Вы можете сами регулировать их работу, а в случае отсутствия солнечного излучения, некоторые модели бойлеров позволяют подключать теплообменник, который будет функционировать с использованием электричества или газа. Подобные системы нагрева воды легко монтируются, к тому же они используют совершенно бесплатный источник энергии.

Устанавливать коллекторы, так же как и обычные солнечные батареи следует под углом, его значение принимается равным широте Вашего региона, то есть лучи должны падать максимально перпендикулярно к поверхности коллектора. В зимнее и летнее время угол наклона лучше менять, это увеличит эффективность работы всей системы. Неплохим вариантом установки будет вертикальное расположение коллектора. Это облегчит его обслуживание, увеличит скорость конвекции и как следствие устранит необходимость использования активной системы. К тому же подобная установка снизит теплопотери всего дома.

Большой популярностью подобные конструкции для нагрева воды пользуются на Мальте, в Китае и Израиле. Там их можно встретить на большей части домов. Так почему бы и нашим соотечественникам не взять пример с других стран и перестать платить за то, что может быть получено абсолютно бесплатно?!

Статью подготовила Абдуллина Регина

 Как сделать водонагреватель, работающий исключительно на энергии солнца на видео:

схема, устройство и прочее + видео

Человечество активно жжёт нефть, газ, уголь, торф, дрова и другие виды топлива, чтобы обеспечить себе комфортное существование, приготовление пищи и реализацию других потребностей. Тем самым оно засоряет атмосферу, отравляя природу в собственном доме. Замкнутый круг. Разорвать его можно, только используя альтернативные источники энергии, одним из которых является солнечный свет. Он поможет вырабатывать электричество, греть воздух или воду при помощи устройств, которые можно изготовить собственноручно.

Как работают солнечные водонагреватели, в чём выгода

Распространёнными способами использования энергии солнца в настоящее время являются два направления: выработка электроэнергии и прямой нагрев воды для хозяйственных и санитарных нужд. Накопленный опыт технических решений в этом направлении говорит об их достаточной эффективности, следствием чего становится значительная экономия затрат на отопление и горячее водоснабжение.

Солнечные коллекторы могут применяться для отопления и нагрева воды не только в летнее время, но и в течение всего года

Разовые затраты на изготовление позволят в дальнейшем регулярно получать бесплатное тепло и использовать его по своему усмотрению.

Классификация солнечных водонагревателей

Устройства для утилизации солнечной энергии можно условно разделить на виды по разным признакам. Например, по применяемому способу циркуляции теплоносителя:

1. Устройства, в которых используется естественная циркуляция. В этом случае нагретая вода, имеющая меньшую плотность, естественным образом поднимается по ёмкости и попадает в накопитель. Во избежание потерь тепла накопитель нужно изолировать с применением рулонных утеплителей. Характерными особенностями такого технического решения является вертикальное или наклонное расположение регистров нагрева и необходимость установки бака-накопителя выше уровня верхней части теплообменника.

   Движение жидкости осуществляется не при помощи насоса, а за счёт разной плотности

2. Агрегаты с принудительным обращением теплоносителя. Для этого применяются маломощные, но довольно эффективные циркуляционные насосы. При такой конструкции накопитель тёплой воды можно располагать в любом месте, включая подвал. При использовании бойлера косвенного нагрева в качестве теплоносителя можно использовать масло, чаще всего применяется трансформаторное.

   Чтобы горячая вода не остывала, бак необходимо утеплить

Можно разделить водонагреватели по конструкционным особенностям греющего коллектора:

1. Вакуумные. Их устройство представляет собой колбу из кварцевого стекла, внутри которой располагаются элементы нагревательного устройства. Кварцевое стекло свободно пропускает ультрафиолетовое излучение, что позволяет согревать воду до образования пара, а если применяется масло, то его температура может достигать 250–300 градусов. Воздух из колбы откачивается, что предотвращает рассеивание светового потока и повышает эффективность системы. Изготовить такой нагреватель в домашних условиях практически невозможно, а заводские изделия стоят довольно дорого. Но, учитывая высокую эффективность таких устройств, на такую трату можно согласиться, ведь они работают зимой, летом и в пасмурную погоду.

   Вакуум является лучшим теплоизолятором, поэтому потери тепла в коллекторе минимальны

2. Панельные. В таких конструкциях в качестве теплообменника используются плоские панели, например, стальные штампованные радиаторы отопления. По сравнению с первыми, такие устройства гораздо менее эффективны, большое количество тепла теряется в процессе прохождения по сети водоснабжения и в самом коллекторе. Панели нужно упаковать в корпус из материала с низкой теплопроводностью, верхнюю стенку изготовить из стекла, поликарбоната или прозрачного пластика. Но ни один из этих материалов не пропускает ультрафиолетового излучения, что и является причиной их пониженной эффективности.

   В конструкциях используются плоские панели

Классификация по типу греющего контура:

• разомкнутые — это самая простая система для организации в доме горячего водоснабжения. При этом нагретая вода не возвращается в нагреватели, а расходуется на покрытие бытовых потребностей;
• одноконтурные системы — подогретая в коллекторе вода после прохождения системы отопления возвращается обратно. Схема оборота воды из солнечного коллектора встраивается в отопительную систему и работает с принудительной циркуляцией через узел подмеса;

  В одноконтурной системе потребляемая горячая вода циркулирует через солнечный коллектор и бак

• двухконтурные — нагретый теплоноситель подаётся в бойлер косвенного нагрева, где отдаёт тепло находящейся в нём воде. Охлаждённый возвращается в коллектор солнечного нагревателя. В первичном контуре при такой организации целесообразно использовать масло. Вода из вторичного контура может использоваться как в системе отопления, так и в схеме горячего водоснабжения дома. Бойлер рекомендуется утеплять дополнительно для снижения потерь энергии.

  Контуры циркуляции незамерзающей жидкости и расходной воды разделены

Ориентируясь по принципу действия, можно разделить водонагреватели на активные и пассивные:

• пассивные системы — приёмный бак всегда находится над коллектором, циркуляция воды происходит естественным образом. Устройство не требует дополнительного инструментального контроля. Недостатком такой системы является неравномерная работа и скачкообразные показатели по мощности. Применяется для временных установок типа летнего душа или сезонного использования в системе горячего водоснабжения дома или оросительных сетях для полива огорода;

  Пассивные системы можно использовать только в летнее время

• активные — такие системы, как правило, оснащаются циркулярными насосами, контроллерами температуры и давления. Солнечная энергия преобразуется в тепловую и распределяется. Можно применять такие устройства в течение круглого года при соответствующих настройках.

  Солнечный водонагреватель активного типа может работать в любую погоду

Особняком стоят коллекторы воздушные, в которых преобразование энергии производится нагревом воздуха, естественным образом попадающего в атмосферу помещения. К недостаткам такого способа можно отнести ограниченность применения по времени года, поскольку летом такая функция не востребована.

Воздушный солнечный водонагреватель имеет самое простое устройство

Какой солнечный водонагреватель лучше изготовить своими руками

Выбор конструкции и вида солнечного водонагревателя зависит от назначения устройства. Простейшим по исполнению является летний душ.

Строительство летнего душа

Для устройства этого объекта нужно сделать кабинку. Можно использовать любой водостойкий листовой материал. Главное требование — удобство применения и прочность каркаса, поскольку ёмкость придётся размещать на крыше.

В качестве ёмкости можно использовать бак грузового автомобиля. Он идеально подходит по форме, окрашен в чёрный цвет и снабжён как заливным, так и сливным отверстиями. Параллельно с коллекторным баком устанавливается ёмкость для холодной воды, которую нужно защитить от воздействия солнечных лучей. Из дополнительного оборудования применяется только смеситель.

В качестве ёмкости для воды используется бак чёрного цвета

От летнего душа часто практикуется подача горячей воды в летнюю кухню. Это зависит от места её расположения, поэтому важна предварительная планировка подворья с учётом и этого обстоятельства.

Летний душ с солнечным водонагревателем, сделанным своими руками, надёжен и экономичен

Горячее водоснабжение дома

Горячая вода в загородном доме нужна в холодное время года, поскольку летом в доме только отдыхают, остальные потребности удовлетворяются летней кухней, сезонным душем и бассейном, в которых можно просто устроить солнечные нагреватели.

Для межсезонья и холодного времени года использование солнечной энергии связано с дополнительными затратами на утепление коллекторов и трубопроводов к ним.

Монтаж водяного коллектора можно производить с использованием циркуляционного насоса, бойлера косвенного нагрева и приборов контроля за температурой и давлением в системе. В изолированном первичном контуре целесообразно использование в качестве теплоносителя минерального трансформаторного масла, имеющего большую теплоёмкость по сравнению с водой и пониженную температуру замерзания. Однако при любом теплоносителе в систему нужно встроить котёл дополнительного нагрева на случай сильных морозов. Для этой цели лучше применять индукционный нагреватель, который легко изготовить своими руками с использованием сварочного инвертора. Его включение в работу можно устроить в автоматическом режиме, если речь идёт о дачном доме без постоянного проживания. Индукционный котёл не является объектом поднадзорности технических служб.

Вода из бойлера косвенного нагрева может быть использована как в бытовых целях, так и на отопление.

Для горячего водоснабжения и отопления загородного дома лучше использовать двухконтурный коллектор

Расчёт мощности солнечного коллектора

По фактическим расходам считается, что для удовлетворения потребности одного человека в горячей воде требуется от двух до четырёх киловатт тепловой энергии.

Для примера произведём расчёт мощности для реальных условий Подмосковья.

Исходные данные:

1. Основываясь на данных, приведённых в таблице поступления солнечной энергии в различных регионах России, площадь поглощения составит 2,35 м².
2. Показатель инсоляции для Подмосковья составляет 1173,7 киловатта в час с квадратного метра.
3. Коэффициент полезного действия коллекторов составляет 0,67–0,8. Целесообразно использовать первый показатель, характерный для самодельных конструкций и устаревших моделей.
4. Величина угла наклона будет использована оптимальная для региона. В первом приближении он должен быть равён величине географической широты места нахождения преобразователя.

Показатель инсоляции зависит от региона

Расчёт площади поглощения солнечной энергии для одной трубки, учитывая, что приведённая величина соответствует коллектору из 15 элементов: 2,35 м² / 15 шт. = 0,15 м². Соответственно, приведённая величина для 1 м² составит: 1 / 0,15 = 6,67 (штук), то есть регистр коллектора указанной площади будет состоять из 7 трубок.

Рассчитываем тепловую мощность одной трубки, что позволит определить необходимое их количество для удовлетворения средней потребности в энергии. Получаемая от одного нагревателя мощность из расчёта потребления на день рассчитывается из соотношения: N = S * I * K, где:

• N — мощность одной трубки;
• S — площадь поглощения одной трубки;
• I — показатель величины инсоляции для Подмосковья;
• K — коэффициент полезного действия в минимальном размере.

N = 0,15 * 1173,7 * 0,67 = 117,95 киловатта в час на метр квадратный.

Средний показатель выработки энергии за сутки составит (с учётом продолжительности светового дня) для Подмосковья 0,325 киловатта в час. А годовая экономия с одного квадратного метра составит: 117,95 * 7 = 825,6 киловатта в час.

Таким образом, выработка тепловой энергии солнечным коллектором в 2,35 квадрата достигает 8 киловатт в день. Обратившись к началу, можно убедиться, что коллектор приведённой величины полностью отвечает потребностям в горячей воде для семьи из трёх человек.

Приведённая методика весьма условна, однако, как показывает практика, вполне достоверна для определения основных параметров коллектора.

Мощности одного коллектора достаточно для семьи из трёх человек

Подготовительные мероприятия

Приняв решение об изготовлении солнечного коллектора своими руками, необходимо осуществить ряд обязательных мероприятий по его подготовке:

• произвести предварительный расчёт по указанной выше методике для определения конструкции и физических размеров устройства;
• выполнить эскизный проект коллектора и водопроводной системы утилизации тепла, на его основании составить материальную ведомость;
• закупить материалы, крепёж и недостающий инструмент.

Чем более внимательно выполняется этот этап, тем меньше придётся бегать впоследствии за недостающим.

Солнечный водонагреватель своими руками можно изготовить из различных материалов

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.

   Фольга защищает утеплитель от теплового излучения абсорбера

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.

   Радиатор устанавливается на фольгу

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

   Для подвода воды можно использовать трубы ПВХ

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.

   В баке делают отверстия для входа и выхода теплообменника, ввода холодной воды и забора нагретой

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.

   В зависимости от типа конструкции может понадобиться установка датчиков температуры, ТЭНов, воздухоотводчиков

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.

   Коллектор устанавливается под 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.

Видео: как самостоятельно сделать солнечный коллектор

Особенности использования солнечных коллекторов

Система отопления или горячего водоснабжение в доме постоянного проживания всегда находится под контролем, что позволяет использовать её с минимальным набором контрольных приборов. Всегда есть возможность вовремя отреагировать на изменения погоды или возникновение критических нарушений в её работе.

В условиях дачного дома нужно предусмотреть ряд блокировок от различных сбоёв, вплоть до полной безопасной остановки работы. Это предполагает использование дорогостоящей аппаратуры. Для дачного варианта также весьма полезной будет возможность установки дежурного режима, позволяющего поддерживать в помещениях минимальную необходимую температуру во время длительного отсутствия хозяев.

В замкнутых двухконтурных системах всегда сохраняется возможность использования нагретой воды из бойлера как для системы отопления, так и для бытовых нужд. Длительное отсутствие хозяев предполагает, что бытового расхода не будет, а автоматизация отопления — давно отработанная операция.

Использование солнечной энергии эффективно и целесообразно. Покупные водонагреватели могут стоить достаточно дорого, но их применение позволит сэкономить на электроэнергии. Кроме того, простую модель солнечного коллектора можно изготовить самостоятельно, из подручных материалов.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!