Вы здесь

Солнечный водонагреватель своими руками для бассейна


Как построить солнечный водонагреватель для бассейна

Мастер этой самоделки живет в Канаде, поэтому ему необходимо включать нагрев воды в бассейне на все лето, так как там достаточно прохладно.

Прежде всего, нужно определить место для установки обогревателя. В этом месте должно быть, как можно больше солнечного света в течение всего дня.

Шаг 1: Материалы и инструменты

- металлические уголки;- медная труба диаметром 32 мм и длиной 162 см – 2 шт;- 3-4 рулона медных труб 6 мм;- Оловянный припой;- шкурка;- Паяльная паста;- Сварочная горелка;- Труборез;- шнурка;- Автоматический кернер;- Карандаш;- рулетка;- черенок;- Ацетон или другое чистящее средство, которое может удалить паяльную пасту;- фумлента;- медная перфолента;- зенкер;- двухсторонний скотч;- черная краска;Шаг 2: Создание рамы для крепления трубМожно построить каркас из дерева или другого материала, но мастер решил построить его из металлического уголка.Разрежьте уголки по длине труб, чтобы сделать прямоугольник. На более короткой стороне мастер сделал несколько надрезов с помощью кольцевой пилы, чтобы подходила труба.

Шаг 3: Сверление коллекторов

Просверлите отверстия 6 мм. в прямой в трубе диаметром 32 мм, чтобы сделать два коллектора. Мастер просверлил отверстия через каждые 50 мм. в общей сложности 63. Чтобы сделать прямую линию, он использовал шнурку.Вставьте трубы в раму, чтобы было можно оценить, где будет начало и конец отверстий.Таким образом, у вас не будет лишних отверстий, где труба коллектора будет прикрепляться к раме.Мастер подсчитал, что 63 отверстия 6-ти мм трубы, будут иметь диаметр в 3 раза превышающий диаметр 32 мм трубы. Это сделано для того, чтобы в небольших трубах ток воды немного замедлялся.Замедление тока воды помогает теплообмену...

Шаг 4: Сверление

Мастер сделал кондуктор, чтобы выровнять трубу в тисках. Труба предварительно промаркирована и пробита кернером.Всего просверлено 126 отверстий (63 на трубу).Сверла не делают идеально круглых отверстий, поэтому используйте зенкер, чтобы сделать его более круглым так, чтобы он подходил максимально плотно к трубам 6 мм.Чтобы отметить идеально прямую линию на трубах, скрепите их вместе с помощью струбцин, а затем с помощью шнурки отметьте место, где трубы касаются друг друга.

Шаг 5: Обрезка и подгонка 6 мм трубы

Разверните и обрежьте 6 мм трубу по размеру. Сделайте кондуктор и попытайтесь выпрямить трубу, медленно отгибая ее. Желательно установить и закрепить 32 мм трубы к раме. Убедитесь, что расстояние между трубами одинаковое.Отрежьте 6 мм трубы, чтобы они были примерно на 2 см длиннее, чем расстояние между 32 мм трубами.

Шаг 6: Подготовка к пайке

Как и в любой сантехнической работе с медными трубами, сначала медь необходимо подготовить.Возьмите наждачную бумагу и отшлифуйте окисления там, где трубы придется паять вместе.Отшлифуйте внутреннюю поверхность 32 мм труб. Прикрепите немного наждачной бумаги с помощью двухсторонней ленты на черенке и зашлифуйте внутреннюю поверхность труб. Отшлифуйте все 63 отверстия 6 мм трубы.

Шаг 7: Сборка маленьких труб в коллекторе

Вставьте каждую 6 мм трубу в отверстие с каждой стороны. Вставьте маленькие трубы в одну большую трубу, а другие края маленьких труб в другую большую трубу. Можно вставить деревянную спицу, чтобы выровнять трубы изнутри.

Шаг 8: Пайка труб

С помощью припоя спаяйте 32 мм трубы с 6 мм. Пайка - дело точности и терпения. У мастера это заняло около полутора часов, он не профессионал. На двух противоположных концах (один сверху, другой снизу) припаяйте фитинги размером 32 мм, чтобы можно было прикрутить переходник, с 32 мм на 20 мм.Другие концы будут иметь сварную крышку.Обратите внимание, что вода должна входить с одной стороны первого коллектора и выходить с другой стороны второго коллектора.

Шаг 9: Испытание давлением

Прежде чем идти дальше, было бы неплохо провести тест на протечку.Подсоедините шланг к одной из труб 32 мм и небольшой отрезок шланга на другой трубе.Можно установить переходник 32/20 мм.Включите воду, чтобы выгнать воздух.После того, как воздух вышел, передавите выпускной шланг.Проверьте каждый паяный шов на протечку. Если таковые имеются, полностью опустошите обогреватель и отремонтируйте.

Шаг 10: Очистка

Используя Ацетон очистите всю оставшуюся паяльную пасту. Так вы подготовите металл к покраске.

Шаг 11: Покраска

Используйте черную матовую краску, в аэрозольном баллончике или обычную краску. Мастер использовал обе краски. Спрей для меди, потому что эту краску легче распылять на маленькие трубы. Для стальной рамы мастер использовал обычную кисть и краску из банки.

Шаг 12: Окончательная сборка

Соберите переходник 32/20 мм, чтобы уменьшить сечение труб.

Шаг 13: Установка

Найдите хорошее место, где весь день максимум солнечного света. Установите водонагреватель на крышу или в любое другое удобное для вас место.Используйте 20 мм пластиковую трубу от выхода фильтра насоса бассейна до нижнего коллектора.Из верхнего коллектора 20 мм труба имеет возврат в бассейн.Вы можете использовать гибкие универсальные, недорогие шланги.Вы можете использовать 90-градусные уголки, чтобы сделать удобным спуск шлангов с крыши.

Шаг 14: Установка 3-х ходового крана

Установите 3-х ходовой кран. Вставьте его между фильтром и возвратной трубой бассейна.Вставьте трубу, идущую к водонагревателю, на трехходовой кран.С помощью этого крана вы сможете регулировать поток воды, поступающей в нагреватель.

Шаг 15: Окончательный результат

Закройте водонагреватель гофрированным поликарбонатом, он намного дешевле, чем оргстекло. Это решение нужно для того, чтобы защитить хрупкие 6 мм трубы от прогиба под тяжестью снега зимой, так как водонагреватель не планируется снимать.По эффективности работы солнечного водонагревателя: Дельта Т (перепад температур):При температуре наружного воздуха 21°C и температуре воды в бассейне 17°C, нагреватель превращает воду с 17°C до 22°C за один день.Вода, выходящая из нагревателя, примерно на 3°C теплее, чем на входе.Имейте в виду, что эти данные были записаны в последние недели мая в Канаде. Солнце попадает на водонагреватель на крыше с 10:00 до 15:30, то есть 5,5 часов.Любой человек в более теплой и солнечной среде должен получить гораздо лучшие результаты.Мастер также добавил несколько черных кусочков металла под 6 мм трубы и закрыл их по бокам, чтобы получить больше тепла.

Шаг 16: Плавание. 2-я неделя мая

Для любого юга, плавание в мае, это нормально, но для Канады - исключение ...Средняя температура на улице не превышает 21°C.

Спецификация бассейна:

- 132 см. высотой;- двухскоростной насос с фильтром;

Расположение обогревателя

Он находится на небольшой крыше над балконом, примерно на 5,5 м выше, чем насос.

Вначале необходимо закачать воду в нагреватель на второй скорости. Как только он заполнен, насос нужно переключить на низкую скорость, а дальше дело за гравитацией.

Источник Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Солнечный коллектор своими руками: для отопления дома, бассейна, теплицы, душа

Солнечный коллектор – это альтернативный источник получения тепловой энергии за счёт использования солнечной. Сейчас это удобное приспособление уже не новшество, но позволить себе его установку может далеко не каждый. Если подсчитать, покупка и монтаж коллектора, который удовлетворит бытовые нужды среднестатистической семьи, могут обойтись в пять тысяч американских долларов. Само собой, окупаемости такого источника придется ждать довольно долго. Но почему бы не сделать солнечный коллектор своими руками и установить его?

Виды

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

Накопительные

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

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

Плоские

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

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

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

Жидкостные

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

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

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

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

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

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

Вентилятор, который крепится в воздуховод или непосредственно на пластину, улучшает циркуляцию и улучшает воздухообмен в устройстве. Для работы вентилятора требуется использование электричества, что не очень-то экономно.

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

Коллектор собирает энергию с помощью светонакопителя или, другим словами, солнцеприемной панели, которая пропускает свет к аккумулирующей металлической пластине, где солнечная энергия преобразуется в тепловую. Пластина передает тепло теплоносителю, которым может быть как жидкость, так и воздух. Вода отправляется по трубам к потребителю. С помощью такого коллектора можно отопить жилище, нагреть воду для различных домашних целей или бассейна.

Воздушные коллекторы используются, в основном для отопления помещения или подогрева воздуха внутри него. Экономия при использовании таких устройств очевидна. Во-первых, не нужно использовать какое-либо топливо, а во-вторых, снижается потребление электроэнергии.

Для того чтобы получить максимальный эффект от использования коллектора и бесплатно подогревать воду на протяжении семи месяцев в году, он должен иметь большую поверхность и дополнительные теплообменные устройства.

Коллектор Станилова

Инженер Станислав Станилов представил миру самую универсальную конструкцию солнечного коллектора. Основной идеей использования разработанного им устройства является получение тепловой энергии за счет создания парникового эффекта внутри коллектора.

Конструкция коллектора

Конструкция этого коллектора очень проста. По сути, это солнечный коллектор из стальных труб, сваренных в радиатор, который помещён в деревянный контейнер, защищённый теплоизоляцией. В качестве теплоизоляционного материала могут выступать минеральная вата, пенопласт, понополистирол.

На дно коробки кладется оцинкованный металлический лист, на который монтируется радиатор. И лист, и радиатор окрашиваются в чёрный, а сама коробка покрывается белой краской. Разумеется, контейнер накрывается стеклянной крышкой, которая хорошо герметизируется.

Материалы и детали для изготовления

Для сооружения такого самодельного солнечного коллектора для отопления дома понадобится:

  • стекло, которые будет служить в качестве крышки. Размер его будет зависеть от габаритов короба. Для хорошей эффективности лучше подбирать стекло размером 1700 мм на 700 мм;
  • рама под стекло – её можно сварить самостоятельно из уголков или сколотить из деревянных планок;
  • доска для короба. Тут можно использовать любые доски, даже с разборки старой мебели или дощатого пола;
  • прокатный уголок;
  • соединительная муфта;
  • трубы для сборки радиатора;
  • хомуты для крепления радиатора;
  • лист оцинкованного железа;
  • приёмная и выпускная труба радиатора;
  • бак объемом 200−300 литров;
  • аквакамера;
  • теплоизоляция (листы пенопласта, пенополистирола, мин. вата, эковата).

Этапы работ

Этапы изготовления коллектора Станилова своими руками:

  1. Из досок сколачивается контейнер, дно которого укрепляется брусьями.
  2. На дно укладывается теплоизолятор. Основание должно быть особенно тщательно утеплено, чтобы избежать утечки тепла у теплообменника.
  3. После на дно короба устраивают оцинкованную пластину и устанавливают радиатор, который сваривается из труб, и закрепляют его стальными хомутами.
  4. Радиатор и лист под ним окрашиваются в черный цвет, а короб – в белый или серебристый.
  5. Бак с водой должен быть установлен под коллектором в теплом помещении. Между ёмкостью для воды и коллектором нужно устроить теплоизоляцию, чтобы трубы находились в тепле. Бак можно поместить в большую бочку, в которую можно засыпать керамзит, песок, опилки и т.д. и таким образом утеплить.
  6. Над баком нужно установить аквакамеру для того чтобы в сети создавалось давление.
  7. Монтаж солнечного коллектора своими руками нужно осуществлять на южной стороне кровли.
  8. После того как все элементы системы готовы и установлены, нужно соединить их в сеть полудюймовыми трубами, которые должны быть хорошо утеплены, дабы уменьшить теплопотери.
  9. Неплохо будет соорудить и контроллер для солнечного коллектора своими руками, так как заводские устройства эксплуатируются недолго.

Расчет размеров

Расчёт размеров для того чтобы изготовить солнечный коллектор для отопления своими руками, прежде всего, направлен на определение нагрузки системы теплоснабжения, покрытие которой берет на себя это устройство. Само собой, что подразумевается использование нескольких источников энергии в комплексе, а не только энергии солнца. В этом деле важно расположить систему таким образом, чтобы она взаимодействовала с другими – тогда это даст максимальный эффект.

Для определения площади коллектора нужно знать, для каких целей он будет использоваться: отопление, подогрев воды или и того, и другого. Проанализировав данные водомера, потребностей в обогреве и данные инсоляции местности, в которой планируется установка, можно высчитать площадь коллектора. К тому же, надо учесть потребности в горячей воде всех потребителей, которые планируется подключить к сети: стиральной машины, посудомоечной машины и т.д.

  

Селективное покрытие

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

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

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

Коллекторы из подручных материалов

Собрать солнечный коллектор для отопления дома своими руками и дешевле и интереснее, ведь изготовить его можно из различных подручных материалов.

Из металлических труб

Этот вариант сборки походит на коллектор Станилова. При сборке солнечного коллектора из медных труб своими руками, из труб варится радиатор и помешается в деревянный короб, проложенный изнутри теплоизоляцией.

Наиболее эффективными будут медные трубы, алюминиевые тоже можно использовать, но их тяжело варить, а вот стальные – наиболее удачный вариант.

Такой самодельный коллектор не должен быть чересчур большим, чтобы его было легко собрать и монтировать. Диаметр труб на солнечные коллектора для сварки радиатора должен быть меньше, чем у труб для ввода и вывода теплоносителя.

Из пластиковых и металлопластиковых труб

Как сделать солнечный коллектор своими руками, имея в домашнем арсенале пластиковые трубы? Они менее эффективны в качестве теплонакопителя, однако в разы дешевле меди и не коррозируют как сталь.

Трубы выкладываются в короб по спирали и закрепляются хомутами. Их можно покрыть черной или селективной краской для большей эффективности.

С укладкой труб можно экспериментировать. Так как трубы плохо гнутся, их можно укладывать не только по спирали, а и зигзагом. Среди преимуществ, пластиковые трубы легко и быстро поддаются пайке.

Из шланга

Чтобы сделать солнечный коллектор для душа своими руками понадобится резиновый шланг. Вода в нем нагревается очень быстро, поэтому его тоже можно использовать в качестве теплообменника. Это самый экономичный вариант при изготовлении коллектора своими руками. Шланг или полиэтиленовая труба укладывается в короб и прикрепляется хомутами.

Так как шланг скручен по спирали, в нем не будет происходить естественная циркуляция воды. Чтобы использовать в данной системе ёмкость для накопления воды, необходимо оснастить её циркуляционным насосом. Если это дачный участок и горячей воды уходит немного, то того её количества, которое буде поступать в трубу, может оказаться достаточно.

Из банок

Теплоносителем солнечного коллектора из алюминиевых банок выступает воздух. Банки соединяются между собой, образуя трубу. Чтобы сделать солнечный коллектор из пивных банок нужно обрезать днище и верх каждой банки, состыковать их между собой и склеить герметиком. Готовые трубы помещаются в деревянный короб и накрываются стеклом.

В основном, воздушный солнечный коллектор из пивных банок используют для устранения сырости в подвале или для обогрева теплицы. В качестве теплонакопителя можно использовать не только пивные банки, а и пластиковые бутылки.

Из холодильника

Солнечные водогрейные панели своими руками можно соорудить из непригодного холодильника или радиатора старого авто. Конденсатор, извлеченный из холодильника, надо хорошо промыть. Горячую воду, полученную таким способом, лучше использовать только для технических целей.

На дно короба расстилается фольга и резиновый коврик, потом на них укладывается конденсатор и закрепляется. Для этого можно применить ремни, хомуты, либо то крепление, которым он был прикреплен в холодильнике. Для создания давления в системе не помешает установить над баком насос или аквакамеру.

Видео                                                                                         

Вы узнаете, как сделать солнечный коллектор своими руками, из следующего видео.

solar-energ.ru

Солнечный водонагреватель для бассейна - Строим баню или сауну

Источником альтернативной энергии являются гелиоколлекторы, прогревающие воду за счет солнечного света. Это дорогостоящее оборудование, но позволяет экономить до 60% электроэнергии не только летом, но и в зимний период. Существуют варианты, как сделать солнечный водонагреватель своими руками. Водонагревательные гелиосистемы используют в бытовых условиях для обеспечения дома горячей водой, отопления, подогрева воды в бассейне и т.д.

Солнечные водонагреватели для дома

Гелиосистема нагрева воды состоит из:

  • Коллектор. Представляет собой совокупность труб небольшого диаметра. Проходя по ним, вода успевает прогреться солнечным светом.
  • Электронасос, создающий давление воды в системе. Некоторые модели работают за счет естественных сил гравитации.
  • Система трубопроводов.
  • Накопительный бак для прогретой воды. Целесообразно устанавливать, когда велика вероятность частой смены погодных условий. Бак сохранит горячую воду на следующий (пасмурный) день Предусмотрен не во всех моделях. Кроме того, внутри накопительной емкости может устанавливаться электроТЭН, чтобы подогревать воду до нужной температуры в пасмурные дни. Даже в этом случае наблюдается значительная экономия электричества.

Типы водонагревательных систем:

1.По подаче воды:

  • активные – вода подается электронасосом;
  • пассивные – подается естественным путем.

2.Структура контура (у активных модификаций):

  • с открытым контуром, в котором непосредственно циркулирует жидкость, использующаяся для горячего водоснабжения;
  • с закрытым контуром (заполняются антифризом, другой жидкостью, позволяющей использовать водонагреватель при минусовой температуре. Циркулирует внутри змеевика, прогревая жидкость внутри накопительного резервуара).

3.Способ прогревания воды:

  • накопительные (вода прогревается в емкости);
  • проточные (течет по протяженной системе труб теплообменника, прогреваясь солнечным теплом).

Накопительный водонагреватель

Отличительная особенность – наличие накопительной емкости, где вода прогревается теплообменником, который может быть заполнен антифризом, так как это вещество не замерзает при минусовой температуре.

Вещество постоянно циркулирует по гелиосистеме. Наружный контур сооружен довольно протяженным, чтобы жидкость успевала прогреться, проходя через него. Нагретое вещество поступает во второй контур, расположенный внутри накопительного бака, отдает тепло воде, затем, охлажденное, возвращается обратно. При помощи такой циркуляции постоянно прогревается вода для отопления, системы горячего водоснабжения.

Объем резервуара варьируется в зависимости от нужд, требований. Также внутри бака может располагаться дополнительный электроТЭН, либо второй прогревающий контур (от электро-, газоснабжения). Предназначен для вспомогательного подключения в случаях, когда солнечного света недостаточно для отопления дома, прогрева воды до нужной температуры.

Накопительная гелиосистема своими руками

При наличии необходимого оборудования, материалов вполне под силу сделать накопительный нагреватель воды самостоятельно. Как правило, такие устройства широко используются на дачах в летний период для обустройства летнего душа. При должной доработке их можно трансформировать до уровня полноценной гелиосистемы, обеспечивающей дом отоплением, горячим водоснабжением.

  • емкость большого объема, либо несколько поменьше. Главное, чтобы общий объем жидкости был достаточным для обеспечения нужд;
  • металлопластиковый трубопровод;
  • запорная арматура;
  • металлокаркас для монтажа системы.
  1. В нижней части емкости просверливается отверстие строго по внешнему диаметру металлопластиковой (или любой другой) трубы.
  2. Бак соединяется с трубой, место соединения надежно герметизируется.
  3. Вверху прорезается проем для заполнения резервуара водой.
  4. Для контроля за наполнением можно установить датчик, либо простую поплавковую систему.
  5. Предусмотреть выход для воздуха, вытесняемого водой при нагревании.
  6. Окрасить баки черным цветом для быстрого прогревания воды.
  7. Сделать металлический каркас для крепления емкостей. Часто устройство размещают повыше, например, на кровле строения.
  8. Подвести трубопровод непосредственно к месту использования.

Данное устройство можно использовать для летного душа, в жаркую погоду будет довольно быстро прогревать воду до комфортной температуры.

Проточный нагреватель воды

Представляет собой гелиосистему, внутри которой вода циркулирует по открытому контуру. Прогревается солнечной энергией, пока проходит через теплообменник. Внутри алюминиевой рамы располагается медный контур. Снизу он теплоизолирован, сверху покрыт светопоглощающим материалом. Покрывается закаленным стеклом с большим светопропускным показателем.

Конструкция размещается под наклоном 35-45⁰ для максимального поглощения световой энергии. В зимнее время в наших широтах наклон рекомендуется устанавливать в 60⁰.

Может оснащаться аккумулирующим баком, в котором накапливается горячая вода. Это будет актуально при смене погоды на более облачную, когда закрыт доступ к солнечному свету. Гелиосистему проточного типа можно сделать самостоятельно.

Как сделать самостоятельно проточный гелиоколлектор

Рассмотрим несколько вариантов самостоятельного изготовления солнечного водонагревателя проточного типа.

  • резиновый садовый шланг;
  • деревянный каркас;
  • утеплитель;
  • теплопоглощающий материал;
  • стекло.
  1. Бухта шланга скручивается по спирали, закрепляется в таком положении.
  2. Под необходимое количество таких теплообменников изготавливается деревянный каркас.
  3. Дно устилается утеплителем (пенопласт, минвата).
  4. Сверху покрывается темным материалом, он должен быть матовым, так как глянцевый или зеркальный будет отражать солнечные лучи.
  5. На темную поверхность укладываются бухты шлангов, закрепляются. Их также желательно окрасить в черный цвет.
  6. Внутри рамы просверливаются отверстия по диаметру шлангов для входов/выходов горячей/холодной воды.
  7. Сверху на деревянное основание укладывается стекло, закрепляется герметиком.
  8. Система подключается к водопроводу.

Также вместо резинового шланга может использоваться контур из медных труб, радиатор охладительной техники и т.д. Принцип конструкции остается прежний.

Водонагреватель для бассейна

Водонагревательную гелиосистему можно использовать для обогрева воды в бассейне. Несмотря на то, что он зачастую находится под открытым небом, вода в нем прогревается до комфортной температуры только в особенно жаркие дни. В остальное время прогреть бассейн поможет солнечный коллектор, подключенный к системе водоснабжения бассейна. Также данный вариант подходит для обогрева закрытых плавательных сооружений.

Гелиоустановка может быть собранной на производстве либо вручную. К тому же ее можно использовать зимой в ясную погоду.

Схема сборки водонагревателя для бассейна такая же, как и приведенная выше. Отличие – более крупные размеры. Для установки устройства рекомендуется подготовить специальную площадку, выложенную тротуарной плиткой, либо забетонированную. Она придаст большую устойчивость большой конструкции.

Готовый водонагреватель устанавливается на площадку. Патрубок для холодной воды опускается на дно бассейна с одной стороны. Выход для прогретой воды размещается на противоположной стороне. Электронасос подключается к системе для принудительной циркуляции жидкости. Также можно установить обратный клапан, дополнительные краны, патрубок для стравливания пара.

Во время использования бассейна гелиоустановку следует отключать для обеспечения безопасности. Средняя температура воды составит 30⁰ С, температура на выходе из коллектора – 75⁰ С.

Преимущества и недостатки

Преимущества водонагревательной гелиосистемы своими руками:

  • Невысокая стоимость.
  • Возможность собрать конструкцию самостоятельно.
  • Использование бесплатной солнечной энергии.
  • Экономия электроэнергии в теплое время года до 60%.
  • Подогрев воды, отопление дома на местности, где не подведены коммуникации.
  • При правильной организации возможно круглогодичное использование.
  • Зависимость от погодных условий.
  • Невозможность функционировать в межсезонье.
  • При установке в местности со сменным климатом рекомендуется дополнительный источник подогрева.
  • Невысокая производительная мощность.
  • Оборудование места для установки.
  • Для принудительной циркуляции жидкости в системе необходим электронасос, что приводит к дополнительным затратам.

Как источник альтернативной энергии водонагревательная гелиосистема значительно экономит расходы на электроэнергию, газоснабжение, покупку жидкого, твердого топлива и т.д. Подобную установку можно сделать самостоятельно при необходимом наборе материалов, инструментов. Это значительно сократит потребление других энергоресурсов, за которые приходится платить.

Гелиоустановка также эффективна в холодное время года, если соблюдать правила монтажа. В ясную погоду она будет так же накапливать солнечное тепло, прогревая воду. Главное, качественно утеплить трубопровод, накопительную емкость.

Солнечный водонагреватель своими руками Для экономии электроэнергии можно своими руками сделать солнечный коллектор. Такой водонагреватель способен отапливать дом, подавать горячую воду

Источник: foundmaster.ru

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

Солнечный водонагреватель – это техническое устройство служащее для нагрева воды используя для этого солнечную энергию в видимом и инфракрасном диапазонах.

Принцип действия

Солнечный водонагреватель – это вид солнечного коллектора, с той лишь разницей, что вода в водонагревателе используется по прямому назначению, а не служит теплоносителем для систем теплоснабжения.

Принцип работы солнечного водонагревателя основан на поглощении энергии солнечных лучей и передачи ее воде для дальнейшего использования.

Виды устройств

Солнечные водонагреватели различаются по:

  • Способу нагрева воды:
  • Прямого нагрева – в этом случае используется одноконтурная схема.

Водонагреватель (1) соединен с баком накопителем (2) посредством труб, по которым путем естественной циркуляции движется вода. Осуществляется подпитка системы холодной водой по мере расходования подогретой;

  • Косвенного нагрева – используется двухконтурная система.

При этом способе нагрева в системе водонагревателя циркулирует хладагент, а в баке накопителе установлен конденсатор (3), на котором жидкость, циркулирующая в замкнутом контуре нагревателя, передает полученную энергию воде. Вода, в свою очередь, циркулирует в контуре потребителя.

  • Способу обеспечения циркуляции воды:
  • Естественная – когда движение воды происходит из-за разности температуры в водонагревателе и у потребителя;
  • Принудительная – осуществляется путем установки циркуляционного насоса.
  • По конструкции:

В этом случае установка состоит из несущего, с устройством теплоизоляции, каркаса и устройства для поглощения солнечной энергии (абсорбера). В качестве абсорбера используются медные трубки, с наружной стороны каркас закрывается стеклом. Данный тип конструкции наиболее распространен, по сравнению с прочими.

К достоинствам данной конструкции относятся:

  • Возможность применения для различных видов систем;
  • Надежность устройств;
  • Высокая эффективность устройств;
  • Неприхотливость к условиям эксплуатации;
  • Длительный срок эксплуатации.

Недостатками являются:

  • Низкий КПД установок;
  • В случае повреждения требуется полная замена.

Основой данной конструкции служит вакуумная труба состоящая из двух трубок различного диаметра, помещенных одна в другую с вакуумным зазором между ними. Несколько трубок помещаются в единый корпус, а их верхние части помещаются в единый блок, по которому циркулирует вода из внешнего источника.

Солнечные лучи попадают на наружные трубки, которые являются абсорбером. В медных трубках, меньшего диаметра, нагревается специальная жидкость, которая нагреваясь начинает испаряться. Пар поднимается вверх, где передает свою энергию циркулирующей воде, после чего конденсируется и стекает вниз.

К достоинствам данной конструкции относятся:

  • Возможность круглогодичного использования;
  • Высокий КПД устройств;
  • Универсальность использования.

Недостатками являются:

  • Срок эксплуатации непродолжителен, по сравнению с аналогами;
  • Подверженность разрушения под воздействием внешних факторов;
  • Большие габаритные размеры и масса устройств;
  • Нельзя эксплуатировать в регионах с отрицательными температурами наружного воздуха.

Средние цены

В связи с тем, что все большее количество жителей нашей планеты пытаются использовать в повседневной жизни альтернативные источники энергии для получения тепла, электричества и горячего водоснабжения, поэтому и предлагаемый ассортимент товаров достаточно широк.

Солнечные водонагреватели выпускают предприятия в нашей стране и за ее пределами. На стоимость установки влияет страна и фирма производитель, конструкция (плоский или вакуумный) водонагревателя, комплект поставки и регион приобретения.

Наиболее дешевый вариант обойдется покупателю в 1500,00 рублей, за эти деньги можно приобрести «Солнечный водонагреватель для бассейна» компании «Интекс» (Китай) со следующими техническими характеристиками: размер полотна водонагревателя — 1200 х 1200 мм, предназначен для использования с фильтр-насосами производительностью не более 9500 л/час, вес — 3.7 кг.

Солнечный водонагреватель «ДАЧА-ЛЮКС» (Россия) объемом 125,0 литров обойдется покупателю в 28850,00 рублей. В комплект поставки данного устройства входит: бак накопитель, комплект вакуумных трубок (15 штук), контроллер. Поглощающая площадь составляет — 2,35 м 2 .

Немецкую установку для горячего водоснабжения «АuroSTEP plus» можно приобрести за цену от 190000,00 до 450000,00 рублей, в зависимости от комплектации. За эти деньги покупатель приобретает: систему горячего водоснабжения исключающую возможность закипания (конструкции Drain-back), водонагреватель ёмкостью 150 – 350 л. и 1 – 3 солнечных коллектора.

Установка оборудована регулятором управления и дополнительным электрическим нагревателем.

Как видно из приведенных выше цифр, разброс стоимости очень велик, поэтому каждый потенциальный приобретатель может выбрать устройство в соответствии с предъявляемым к нему требованиям.

Какой выбрать для бассейна?

В системах подогрева воды в бассейне можно использовать любой из видов и конструкций солнечных водонагревателей.

Для перемешивания воды в бассейне и нормальной циркуляции воды, следует установить в систему циркуляционный насос, это повысит КПД установки, а для потребителя создаст более комфортные условия использования бассейна.

В систему можно включить накопительную емкость, а можно смонтировать контур и без нее, в этом случае накопителем будет служить сам бассейн.

Критериями выбора водонагревателя для бассейна являются:

  1. Месторасположения водонагревателя, его пространственная ориентация;
  2. Вид водонагревателя (стоимость устройства);
  3. Расположение бассейна (на открытом воздухе, в помещении);
  4. Объем бассейна (геометрические размеры и глубина);
  5. Активность использования бассейна (периодичность и количество человек);
  6. Период использования (круглогодично, сезонно, периодически);
  7. Требуемый температурный режим воды в бассейне;
  8. Система водоснабжения бассейна (вид контура, пропускная способность и прочие технические характеристики).

Работа системы подогрева воды для бассейнов работает по следующей схеме: датчик температуры установленный в бассейне определяет заданные параметры воды. При температуре ниже заложенной потребителем, по сигналу датчика включается циркуляционный насос и вода из бассейна поступает в теплообменник нагревателя, где ее температура повышается. Когда вода в бассейне достигает нужной температуры, контроллер отключает циркуляционный насос и нагрев прекращается. Если солнечный водонагреватель остывает, то клапаны перекрываются, вода в теплообменник не поступает.

Очень важно правильно расположить устройство, т. к. это отразится на эффективности его работы. При работе водонагревателя возможны потери тепловой энергии, которые происходят при:

  • Испарении воды на всех участках системы;
  • Пользовании бассейном потребителями (купании пользователей);
  • Выполнении профилактических работ и ремонте устройств системы;
  • В связи с теплопроводностью ограждающих конструкций бассейна и разностью температуры воды, конструкций и окружающего воздуха.

Опираясь на критерии выбора устройства, условия эксплуатации и учитывая вероятные потери при работе водонагревателя, можно выбрать модель из различных ценовых групп, фирм производителей и опираясь на отзывы пользователей, которых досточное количество в интернете и технических изданиях.

Как сделать своими руками простейший водонагреватель

Из поликарбоната

Один из вариантов изготовления солнечного водонагревателя предполагает использовать в конструкции сотового поликарбоната. Единственное требование к этому элементу конструкции – это светопропускная способность материала. Прочность также важная характеристика, но не является основной.

Из имеющихся материалов, это могут быть различные пиломатериалы или легкие профильные металлические элементы, изготавливается каркас устройства. Из медных трубок сооружается змеевик, предпочтительно в одной плоскости – это абсорбер устройства, по которому будет циркулировать вода.

На концах медной трубки монтируются штуцера для соединения подающей трубой и выходом подогретой воды. В качестве змеевика можно использовать подобную конструкцию от старого холодильника, но в этом случае, параметры змеевика холодильника определят геометрические размеры всего устройства.

Змеевик укладывается в корпус, вся конструкция утепляется теплоизоляционным материалом и с наружной стороны закрывается листом поликарбоната.

Водонагреватель монтируется на выбранном участке в соответствии с географическим месторасположением и подключается к подаче холодной воды и системе потребления нагретой воды.

Из пластиковых бутылок

Простейший водонагреватель использующий энергию солнца для нагрева воды можно изготовить из обычных пластиковых бутылок объемом 1,5 литра (или подобных).

Единственное условие, это однотипность этого элемента конструкции.

Важным условием работы такого устройства является герметичность и прочность соединений бутылок между собой. Оптимальным будет вариант, когда в донышке бутылки просверливается отверстие соответствующее по диаметру горлышку бутылки, что позволяет вставлять одну бутылку в другую. Для крепления можно использовать крышки от этих же бутылок, предварительно просверлив в них отверстия.

Соединяя подобным образом можно собрать несколько батарей, в каждой из которых будет по 3-4 бутылки. Количество бутылок в батарее выбирает каждый индивидуально.

В зависимости от количества бутылок в батарее и количества таких батарей, получаются геометрические размеры устройства, на основании которых изготавливается каркас водонагревателя. Каркас, как и предыдущем случае, можно изготовить из имеющихся под рукой материалов. Укладывается утеплитель и по возможности затемняется приемная поверхность (внутренняя поверхность нижней стенки каркаса).

В изготовленный каркас укладываются батареи бутылок, которые соединяются между собой таким образом, что верхние части батарей получаются подключены к подаче холодной воды от источника водоснабжения, а нижние части – к отводящей трубе с подогретой водой.

Лицевая сторона каркаса зашивается стеклом, поликарбонатом либо иным прозрачным материалом, хорошо пропускающим солнечный свет и сохраняющим тепло внутри устройства.

Для осуществления надлежащего нагрева воды следует установить запорные вентили на входящей и отводящей трубах.

Солнечный водонагреватель: принцип работы, виды, средние цены и как сделать самому Солнечный водонагреватель – это техническое устройство служащее для нагрева воды используя для этого солнечную энергию в видимом и инфракрасном диапазонах.

Источник: alter220.ru

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

Обустраивая свою дачу, участок у загородного дома, их владельцы все чаще задумываются над тем, чтобы обеспечить своей семье, гостям максимальный комфорт. Строятся уютные беседки, подсвечиваются красивыми фонариками кусты и дорожки, устраиваются небольшие фонтаны, частенько с музыкой и подсветкой, строятся бассейны. Причем, бассейны самые разные – большие и маленькие, стационарные, под крышей и открытые, сборные, надувные. Все зависит от финансовых возможностей, размеров участка и фантазии владельца.

Бассейны на любой вкус

Совершенно необходимо, устанавливая бассейн, позаботиться о том, чтобы вода в нем была абсолютно комфортной температуры. Надеяться только на то, что летом, в жаркую погоду вода в бассейне нагреется естественным образом, будет достаточно легкомысленно. Поэтому при строительстве стационарного, установке разборного или надувного бассейнов нужно продумать и систему нагрева воды в нем.

Существует несколько способов для поддержания нужной температуры воды в бассейне. Причем поддерживать так, чтобы купание в нем, действительно, доставляло удовольствие и детям, и взрослым. Для взрослых комфортна температура воды +23°С, а для детей – от +25°С до +28°С. Наиболее рациональным и экономным способом является нагрев воды с помощью солнца. Есть несколько возможностей преобразования солнечной энергии в тепловую, причем не только летом, в солнечные дни. Современные солнечные коллекторы могут вырабатывать тепловую энергию, принимая даже рассеянный свет и ультрафиолетовое излучение.

Если загородный дом полностью энергонезависим и запасы вырабатываемого электричества позволяют, то можно организовать подогрев воды, используя при этом электроэнергию солнечных батарей для бассейна. Вода из бассейна поступает в бойлер, в котором установлен электронагреватель. Нагретая вода возвращается в бассейн. Циркуляция воды в системе поддерживается насосами. На входе в бойлер можно поставить температурный датчик, который будет отключать электронагреватель при достижении заданной температуры.

Однако такая система нагрева воды бассейна эффективна только в дневное время, когда солнечные батареи вырабатывают достаточное количество электричества. В темное время суток, когда электропитание дома осуществляется запасами электричества, накопленными в аккумуляторах, тратить эти запасы на обогрев воды бассейна нерационально. Ведь неизвестно, какие будут в последующие дни погодные условия, и как скоро смогут солнечные батареи пополнить запасы электричества.

Разумеется, в темное время суток не смогут работать никакие гелиевые установки. Если бассейн эксплуатируется в любое время суток, то можно для нагрева воды применить комбинированную систему: днем вода нагревается солнечными коллекторами, а в темное время суток – электронагревателями. Такие системы целесообразно использовать для стационарных бассейнов. Для небольших сборных или надувных вполне подойдет более простая и дешевая система подогрева.

Одноконтурные системы нагрева воды

Стандартная одноконтурная система солнечного нагрева воды включает в себя, во-первых, солнечный коллектор, во-вторых, водяной фильтр, в-третьих, водяной насос.

Одноконтурная система нагрева воды в бассейне

Солнечные коллекторы бывают двух типов – плоские и вакуумные. Плоский коллектор представляет собой короб, толщиной примерно в 10 – 12 см. Длина и ширина могут быть произвольными, в зависимости от того, для каких целей он предназначен. Чаще всего размеры короба делают примерно 100х200 см. В коробе размещается теплоизоляционный слой, на который укладывается абсорбер – металлический лист. К абсорберу крепится змеевик – медная трубка. Концы этой трубки выводятся из короба. Абсорбер и змеевик покрываются слоем термостойкой черной краски.

Сверху короб закрывается каленым стеклом. Все стыки тщательным образом герметизируются. Это делается для того, чтобы обеспечить максимально возможную теплоизоляцию внутри коллектора. К выходам змеевика подключаются трубопроводы. В солнечный день температура воды в этом коллекторе может достигать 95°С. Для того чтобы увеличить скорость и интенсивность нагрева воды, включают последовательно несколько коллекторов. Чтобы такие коллекторы работали эффективно, они должны быть расположены так, чтобы в течение дня их поверхность была бы освещена солнцем не менее пяти часов.

Плоские коллекторы для нагрева воды

В настоящее время различными фирмами выпускаются специализированные солнечные коллекторы, предназначенные именно для подогрева воды в бассейнах. Они представляют собой герметичную конструкцию с прозрачным колпаком, под которым рядами пирамидально уложена черная труба. Такие коллекторы не нуждаются в том, чтобы их устанавливали под наклоном. Их можно устанавливать непосредственно рядом с бассейном, что минимизирует потери тепла при перекачке воды из коллектора в бассейн.

Специализированный солнечный коллектор

Поскольку бассейн представляет собой открытую конструкцию, вполне естественно, что в воду будет попадать различный мусор – листья, веточки с деревьев, пыль, принесенная ветром. Чтобы этот мусор не попадал в систему, на выводе охлажденной воды из бассейна устанавливается специальный фильтр. Таким образом, система водонагревателя защищена от попадания мусора.

Наконец, для обеспечения циркуляции воды в системе устанавливается водяной насос. В некоторых случаях на входе этого насоса ставят температурный датчик, настроенный на определенную температуру. Как только температура воды, поступающей из бассейна, достигнет установленного значения, датчик срабатывает и переключает направление движения воды. Теперь вода, минуя коллектор, напрямую поступает в бассейн. Как только температура воды понизится, датчик температуры снова переключит соответствующий клапан, направляя воду из бассейна в коллектор.

Двухконтурные системы нагрева воды

Если одноконтурные системы нагрева воды в бассейне могут работать только в светлое время суток, то двухконтурные, при необходимости, могут нагревать воду круглосуточно.

Двухконтурная система нагрева воды в бассейне

Такая система состоит из солнечного коллектора, бойлера, водяного насоса, фильтра. Нагретый теплоноситель, циркулирующий в системе солнечного коллектора, поступает в теплообменник бойлера и нагревает находящуюся там воду. Циркуляция воды в системе бойлер-бассейн осуществляется водяным насосом, как в одноконтурной системе. Для обеспечения бесперебойного круглосуточного нагрева в бойлере имеется дополнительный, резервный теплообменник, который работает от независимого источника энергии. Это может быть, например, и электрический нагреватель.

В двухконтурной системе нагрева целесообразно применять не плоские, а вакуумные солнечные коллекторы. Эти коллекторы не так критичны к углу освещения солнцем, а теплоноситель в них может нагреваться до 250°, а значит, и вода в бойлере будет нагреваться быстрее.

Вакуумные солнечные коллекторы состоят из набора вакуумных трубок, как правило, 15-ти – 20-ти в одном пакете. Вакуумная трубка представляет собой конструкцию из двух трубок, вставленных одна в другую. Внешняя трубка стеклянная. Внутренняя трубка медная. Она крепится к абсорберу, который устанавливается внутри стеклянной трубки. Медная трубка заполняется легкокипящей жидкостью, ее верхний конец, имеющий больший диаметр, чем основная трубка, запаивается. Для обеспечения наилучшей теплоизоляции из стеклянной трубки выкачивается воздух. Трубка готова к работе.

Коллектор на вакуумных трубках для нагрева воды в бассейне

При освещении трубки солнцем жидкость в медной трубке закипает, пар поднимется в верхнюю, расширенную часть трубки, нагревая ее. Теплоноситель, протекая по рабочей трубе, забирает тепло наконечника, тем самым охлаждая его. Пар в наконечнике конденсируется и стекает по стенкам трубки вниз. Этот цикл парообразования и конденсации непрерывный.

Набор таких трубок своими наконечниками вставляется в рабочую трубу контура теплоносителя. Теплоноситель, проходя через эту трубу, быстро нагревается и поступает в теплообменник бойлера. Эта система хороша еще и тем, что даже в морозную погоду вакуумные трубки могут быстро нагреть теплоноситель.

Очевидно, что ничего сложного и сверхъестественного в солнечных системах нагрева воды в бассейнах нет. При желании их можно сделать и своими руками. И при добротно выполненных работах эффективность самодельных систем будет ничуть не хуже, чем у аналогичных, но изготовленных специализированными фирмами.

Солнечные батареи и коллекторы для бассейнов Солнечные коллекторы для нагрева бассейнов Обустраивая свою дачу, участок у загородного дома, их владельцы все чаще задумываются над тем, чтобы обеспечить своей семье, гостям максимальный

Источник: solarb.ru

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

Сегодня можно позволить себе иметь бассейн (большой или маленький) на даче или в частном доме. Но с его появлением на дворе хлопот становится значительно больше и иногда они даже превышают то удовольствие, которое вы получаете от купания в своем бассейне. Самой главной проблемой здесь является температура воды, ведь не всегда она успевает прогреться под лучами солнца и стать комфортной для купания. Для того чтобы сделать процесс подогрева более комфортным и быстрым, необходим солнечный коллектор для бассейна.

Такое устройство необходимо для эффективного подогрева воды в бассейне. Но стоит оно довольно дорого. Поэтому многие предпочитают собирать его своими руками. Как сделать все правильно, чтобы это устройство для нагрева воды работало качественно, расскажет наша сегодняшняя статья.

Поговорим о коллекторе

Солнечный коллектор или водонагреватель сегодня широко используется для нагрева воды. Кроме этого с их помощью возможен и обогрев домов. Особенностью таких водонагревателей и коллекторов является то, что они в своей работе используют энергию солнца.

Данный тип приборов стоит достаточно дорого, поэтому многие сегодня задаются вопросом — «как сделать его своими руками для нагрева воды?». Что ж, давайте попробуем разобраться с этим вопросом. Начнем мы с того, что узнаем, какие на данный момент времени существуют конструкции таких устройств. Между собой варианты конструкции коллектора солнечного типа для нагрева воды отличаются:

  • стоимостью комплектующих;
  • перечнем материалов и их количеством, необходимых для сборки устройства своими руками;
  • технологиями сборки.

Обратите внимание! Каждый тип конструкции солнечного коллектора работает по одному принципу, хотя для их сборки и понадобятся различные материалы.

Вариант конструкции коллектора

Подходя правильно к работе, можно соорудить своими руками солнечный водонагреватель, истратив на это минимум финансов и используя подручные материалы. При этом многие самодельные солнечные коллекторы, применяемые для подогрева воды, по своим техническим характеристикам не отличаются от заводских моделей, а иногда даже превосходят их.

Каково устройство прибора

Обогрев дома или подогрев воды (в том же бассейне) с помощью солнечного коллектора, который трансформирует солнечную энергию в тепловую, является самым оптимальным решением. Это устройство, которое в отличие от солнечных батарей, создающих электричество, обеспечивает нагрев непосредственного материала теплоносителя. Как раз поэтому солнечные коллекторы зачастую используются в качестве приборов для нагрева воды или обогрева помещений.

Сегодня существует два вида подобных водонагревателей: плоский и вакуумный.

Рассмотрим строение плоского водонагревателя. Плоский коллектор для подогрева воды имеет следующее устройство:

Плоский солнечный водонагреватель

  • защитное стекло;
  • медные трубки;
  • поглощающая поверхность;
  • теплоноситель;
  • теплоизоляция;
  • алюминиевая рама.

Теперь рассмотрим вакуумную модель. Ее сердцем является вакуумная труба. Она отвечает за поглощение света, который впоследствии преобразуется в тепло.

Вакуумный солнечный коллектор

Сама труба представляет собой две стеклянные трубка, которые вставлены одна в другую. При этом их торцы будут запаянными, а воздух выкачан. Трубка, которая находится внутри, необходима для поглощения света. Поэтому она окрашена в черный. Само стекло черной трубы изготавливается из специального боросиликата.

Обратите внимание! Боросиликат применяется для производства варочных поверхностей, устанавливаемых на кухне. Этот материал обладает высокой прочностью и вязкостью, что обеспечивает ему высокую устойчивость к трещинам.

Устройство вакуумного коллектора

Трубки, применяемые в вакуумном коллекторе, отлично защищены от разнообразных повреждений. Они изготавливаются со стандартной толщиной в 1,8 мм.

Тепловая трубка устройства осуществляет перенос тепла вверх. Она представляет собой изолированную коробку. В ней находится коллекторная труба. Сам коллектор необходим для вывода из трубок тепла. Его корпус делается из алюминия, что играет на руку при его монтаже в процессе сборки своими руками. Он герметичен и предотвращает попадание вовнутрь влаги.

В качестве утеплителя, а также термоизоляции здесь используется минеральная вата. Рама делается из алюминия или нержавейки. Выбор материала зависит от погодных условий и места размещения коллектора.

Что понадобится для сборки

Самой дорогостоящей конструкцией солнечного коллектора кустарного производства для нагрева воды является устройство с мощностью до 2000 Вт. Чтобы его собрать, вам понадобятся следующие материалы:

  • металлопластиковые трубы;
  • деревянный короб;
  • каркас. Он будет использоваться для того чтобы закрепить на нем деревянный короб в необходимой позиции;
  • черная краска;
  • защитная поверхность. Лучше всего использовать стекло.

Часть требуемых материалов

Также, если вы решили сделать такой коллектор для нагрева воды полностью своими руками, то вам понадобится еще и небольшой насос.

Подготовка к работе

После того как вы собрали все материалы, которые будут участвовать в сборке устройства для подогрева воды, нужно определиться с выбором места расположения. Устанавливать солнечный коллектор необходимо вблизи бассейна.

Обратите внимание! Установка самодельного нагревателя в непосредственной близости от бассейна позволит вам предотвратить излишнюю потерю тепла.

Место установки водонагревателя

Кроме этого нужно помнить о том, что для такого устройства необходимо создать определенный уровень наклона. В ситуации с нашим солнечным прибором для нагрева бассейна угол его наклона должен составлять не больше 50º.

Также вам нужно будет соответствующим образом подготовить и само место сборки агрегата. Для этого нужно построить уплотненную подушку из щебня, соорудить платформу из тротуарной плитки либо сделать простую бетонную стяжку.

Когда со всеми приготовлениями будет покончено, приступаем к непосредственному сооружению водонагревателя.

Рабочий процесс

Солнечный коллектор для нагрева воды под бассейн сооружается следующим образом:

  • на подготовленную площадку укладываем змеевик. Для этого нарезаем брус и соединяем сего хомутами и с помощью саморезов;
  • получившуюся конструкцию следует обшить фанерой;
  • после этого сооружаем каркас;

Обратите внимание! Поскольку вес устройства будет достигать до 30 кг, то весь каркас следует делать прочным и способным без проблем выдержать такую массу. Здесь нужно учитывать вес стекла, снега, воды воздействие на конструкцию ветра и т.п.

Каркас для водонагревателя

  • после этого собираем раму. Ее следует укрепить с помощью анкеров. С помощью таких крепежных элементов закрепляем на раме поперечные брусья. Сборка каркаса осуществляется по той схеме, которую вы выбрали для своего солнечного водонагревателя. От типа схемы не будет зависеть качество подогрева воды;
  • когда каркас был выведен, всю платформу (и раму) следует выкрасить в черный цвет;
  • закрепляем платформу на каркасе с помощью анкеров. При этом обязательно необходимо соблюсти угол наклона;
  • далее проводим разметку на платформе в местах установки труб. Здесь устанавливаем пластиковые крепления. Все элементы конструкции обязательно выкрашиваем в черный цвет.

Обратите внимание! Для удобства окраски хорошо использовать баллончик черной краски или пульверизатор.

Установленная платформа с креплениями

После этого к собранной конструкции подключаем насос. Здесь нужно выбирать не особо мощную насосную установку. Это связано с тем, что вода через трубы должна течь медленно, чтобы успевать основательно прогреться. При этом трубы должны непосредственно выводиться в бассейн. Они должны выходить со дна бассейна.

Для того чтобы избежать теплопотерь, необходимо установить защитное стекло. Толщина стекла подойдет не менее 4 мм. После этого делаем тестовое подключение для проверки успешности и качества сборной конструкции солнечной батареи для нагрева воды в бассейне.

Такой самодельный агрегат, использующий солнечную энергию, обойдется вам достаточно дешево. Его можно с успехом использовать для нагрева воды в течение всего теплого периода. При наступлении холодов всю воду следует слить из устройства солнечного водонагревателя, чтобы предотвратить ее замерзание внутри труб. Если этого не сделать, то возможно повреждение элементов конструкции, и вы уже не сможете воспользоваться ею на следующий год.

Рекомендации по сборке

Чтобы самостоятельная сборка солнечного водонагревателя пошла быстро и успешно, необходимо учитывать следующие рекомендации профессионалов:

  • все оборудование, необходимое для сборки солнечной батареи для нагрева воды, не рекомендуется ставить на ровной площадке. Здесь следует вести прокладку труб для обратной подачи несколько выше, чем те трубы, которые предназначены для прямой подачи воды. В результате вы сможете избежать неприятной ситуации появления воздушных пробок. Из-за их появления происходит замедление подогрева воды в системе;
  • для закрытого типа бассейнов надлежит устанавливать солнечный водонагреватель с южной стороны. При этом максимально допустимый угол наклона должен составлять 45 градусов;
  • используя устройство вакуумного коллектора, допускается его размещение на плоской кровле при 15 градусах. Здесь следует ориентироваться на высоту солнца, а не на компасные показатели. В такой ситуации водонагреватель буде выполнять дополнительную роль в качестве теплоизоляции;

Обратите внимание! Размещение солнечного коллектора на крыше позволит обезопасить его устройство от перегрева.

Размещение устройства на крыше

  • все элементы в агрегате должны быть герметично соединены между собой, чтобы предупреждать появление протечек;
  • стекла между собой стыкуются алюминиевыми уголками;
  • особое внимание нужно уделить прочности конструкции, чтобы она смогла выдерживать не только вес платформы, но в уровень снега, который будет на ней лежать в зимнее время года;
  • трубы для водонагревателя следует выбирать качественные и прочные, чтобы они смогли прослужить довольно продолжительный период времени;
  • чтобы самодельная конструкция проработала долго, необходимо правильно за ней ухаживать.

Беря во внимание эти рекомендации, ваша самодельная конструкция будет эффективно выполнять обогрев воды не один год.

Заключение

Как видим, даже солнечные коллекторы можно относительно легко воплотить в жизнь своими руками. Чтобы конечный результат отвечал вашим ожиданиям, в процессе сооружения коллектора обязательно необходимо придерживаться рекомендаций и алгоритма сборки. Особое внимание здесь следует уделить выбору и подготовке места размещения устройства, ведь от этого будет напрямую зависеть эффективность подогрева воды, проходящей через трубы водонагревателя.

Солнечный коллектор для бассейна своими руками Солнечный коллектор для бассейна своими руками: что понадобится для самостоятельной сборки и последовательность действий. Что представляет собой солнечный

Источник: 1posvetu.ru

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

Солнечную энергию для дома можно получать почти бесплатно и в довольно больших количествах. Почему не даром? Потому что, платить все же придется, но не Cолнцу, а производителям и монтажникам солнечных коллекторов.

Использование энергии Солнца в системах отопления и горячего водоснабжения частного дома, а также для нагрева воды в бассейне, по мере быстрого роста стоимости энергоносителей, становится все более выгодным. Срок окупаемости солнечного оборудования дома с каждым годом оказывается все меньше.

В странах Евросоюза установка солнечных коллекторов в новых домах является обязательной.

Чем дальше от экватора, чем больше пасмурных дней в году, чем выше загрязнение воздуха, тем меньше солнечной энергии падает на Землю.

Интенсивность солнечного излучения в южных регионах России, на территории Украины, южнее 52 о с.ш., составляет от 1000 до 1350 кВт*ч/м 2 /год.

В наших южных широтах наибольшая интенсивность солнечного излучения приходится на период с марта по октябрь. В это время потребность в отоплении дома минимальна. Поэтому солнечную энергию в основном используют для нагрева воды в системе горячего водоснабжения дома и для подогрева воды в бассейне.

В системах отопления частного дома солнечные коллекторы применяют реже — только как вспомогательные нагреватели к котлу. Расчеты и практика применения показывают, что использование солнечных коллекторов в системах отопления в наших широтах в большинстве случаев не окупает затраты на их установку.

Следует заметить, что срок окупаемости установок солнечного нагрева очень сильно зависит от стоимости топлива, которое используется в доме для отопления и нагрева воды в системе ГВС. Например, за 1 кВт*час энергии, поступающей из электрической сети, хозяин дома заплатит примерно в 10 раз больше, чем за такое же количество, полученной от котла на природном газе.

В домах, где для отопления или нагрева воды используется электроэнергия, или работают котлы на дорогих видах топлива, установка солнечных коллекторов будет наиболее выгодна.

Оснащение систем отопления и ГВС солнечным коллектором обойдется дешевле, если их установку предусмотреть сразу, на стадии проектирования и строительства дома. Переделки всегда обходятся дороже.

Солнечный коллектор для дома, бассейна

Солнечный коллектор — это аппарат, в котором энергия солнечных лучей преобразуется в тепловую энергию теплоносителя. Теплоноситель переносит тепло от солнечного коллектора к нагревателям систем горячего водоснабжения и отопления. В качестве теплоносителя используют воду или не замерзающие жидкости.

Солнечный коллектор может иметь разную конструкцию. Существуют три принципиальных схемы устройства солнечного коллектора.

Плоский солнечный коллектор

Солнечный плоский коллектор представляет собой металлическую пластину — абсорбер, которая поглощает падающее на неё солнечное излучение. К пластине прикреплены медные трубки, по которым течет теплоноситель.

Пластину абсорбера покрывают слоем никеля, черной меди или другим материалом с высоким коэффициентом поглощения солнечных лучей, но с низким коэффициентом тепловых излучения. Такое покрытие называют селективным.

Некоторые производители выпускают адсорберы из двух сложенных вместе металлических листов. В листах выдавлены канавки, из которых при соединении листов формируются трубки коллектора.

Солнечные лучи нагревает абсорбер, от него тепло передается теплоносителю, температура которого увеличивается.

Абсорбер с трубками устанавливают в теплоизолированный плоский корпус. Сверху корпус коллектора закрывают стеклом. Для улучшения теплоизоляции обычно устанавливают стеклопакет с двойным или тройным остеклением. Стекло должно выдерживать удары града.

Чтобы остекление и поверхность адсорбера не запотевали, в корпусе коллектора оставляют отверстия для вентиляции.

Пластина абсорбера в плоском коллекторе со стеклопакетом может нагреваться до 190 о С.

Панель солнечного водонагревателя с параллельным расположением труб

В плоском солнечном коллекторе трубы, по которым циркулирует теплоноситель, обычно располагают вертикально. Применяют две схемы разводки труб — параллельную и змейкой.

Параллельная схема расположения труб имеет маленькое гидравлическое сопротивление. Коллекторы с параллельными трубами применяют в схемах подогрева воды с естественной циркуляцией теплоносителя.

Панель солнечного водонагревателя с расположением труб змейкой

Укладка труб змейкой позволяет получить чуть больший тепловой эффект, но при этом резко увеличивается гидравлическое сопротивление системы.

Трубчатый вакуумный солнечный коллектор

Солнечный вакуумный трубчатый коллектор может состоять из нескольких десятков стеклянных труб, в которых создан вакуум. Внутри вакуумных труб находятся трубки с теплоносителем.

На нижнюю часть поверхности труб нанесено зеркальное покрытие, фокусирующее солнечные лучи. А верхняя часть труб покрыта селективным слоем, который пропускает солнечные лучи внутрь, но задерживает отраженное тепловое излучение изнутри стеклянной трубы.

Наличие вакуума значительно уменьшает тепловые потери, а зеркальное и селективное покрытия еще больше увеличивают эффективность коллектора.

Солнечный коллектор с тепловыми трубками

Солнечный коллектор с тепловыми трубками внешне похож на вакуумный трубчатый, показанный на рисунке выше. Отличия находятся внутри стеклянных вакуумных труб.

В каждой стеклянной трубе коллектора имеется другая, герметично закрытая со всех сторон трубка с легко испаряющейся жидкостью — тепловая трубка. Верхний конец тепловой трубки является частью теплообменника, в котором циркулирует теплоноситель контура солнечного коллектора.

При нагреве солнечными лучами жидкость в тепловой трубке испаряется. Пары поднимаются вверх и конденсируются на поверхности трубки, прикрепленной верхним концом к теплообменнику. Процесс конденсации сопровождается передачей тепла теплоносителю.

Конденсат в тепловой трубке стекает вниз, снова нагревается, испаряется — процесс повторяется и идет непрерывно.

В солнечном коллекторе с тепловыми трубками каждая стеклянная вакуумная труба может быть легко отсоединена и, при необходимости, заменена на новую.

Схемы подключения солнечного коллектора

В схемах отопления и ГВС с солнечным коллектором обязательно должна быть накопительная емкость — аккумулятор тепла. Связано это с тем, что процесс поступления тепла от солнечного коллектора не совпадает по времени и количеству с расходом тепловой энергии потребителями в доме. Солнечную энергию сначала накапливают в аккумуляторе тепла, а затем расходуют по мере необходимости.

Для накопления энергии, получаемой от солнечного коллектора, выгодно использовать накопительный бойлер системы ГВС или буферную емкость системы отопления. Для этого, устанавливают бойлер и буферную емкость с дополнительным теплообменником, к которому и подключают солнечный коллектор.

Теплоноситель в системе нагрева с солнечным коллектором

В системе нагрева с солнечным коллектором, которая работает только летом, в качестве теплоносителя используют воду. Системы на воде подходят для дачных домов сезонного проживания или летних бассейнов.

Для систем отопления и ГВС жилого дома, работающих круглый год, в качестве теплоносителя приходится использовать незамерзающие жидкости — антифриз на основе пропиленгликоля или минеральное масло.

Все жидкости — теплоносители при нагревании расширяются. Поэтому контур нагрева солнечного коллектора обязательно оборудуют расширительным баком.

В контуре с солнечным коллектором существует также опасность закипания жидкости — необходима защита от перегрева и установка предохранительного клапана.

Защита от перегрева контура солнечного коллектора обычно осуществляется путем выбора накопительного бака достаточно большого объема, способного поглотить излишки тепла.

Для удаления воздуха из контура коллектора устанавливают автоматический воздухоотводчик.

Для предотвращения опорожнения накопительного бака трубопровод холодной воды оснащают обратным клапаном.

Расширительный бак, воздухоотводчик, предохранительный клапан контура коллектора аналогичны тем приборам, которые устанавливаются на отопительном котле в доме.

Схема нагрева воды солнечным коллектором для дачного дома

Схема ГВС с естественной циркуляцией теплоносителя в контуре солнечного коллектора и с электрическим нагревателем в накопительном баке.

Для возникновения в контуре естественной и достаточно интенсивной циркуляции необходимо, чтобы дно накопительного бака было выше солнечного коллектора минимум на 0,5м. (чем больше — тем лучше). Кроме того, стараются уменьшить гидравлическое сопротивление в контуре солнечного коллектора. Для этого увеличивают диаметр труб и сокращают их длину.

В качестве теплоносителя используется незамерзающая жидкость.

Для подогрева воды в пасмурные дни накопительный бак имеет электрический нагреватель.

С целью уменьшения потерь тепла накопительный бак и трубопроводы защищают теплоизоляцией толщиной 50 мм.

Если бак устанавливают на холодном чердаке, то толщину теплоизоляции бака следует увеличить до 100 -150 мм. а трубопроводы с водой разместить под теплоизоляцией бака.

Для дачного дома с сезонным проживанием, только летом, можно контур солнечного коллектора выполнить без теплообменника в баке. В контур коллектора вода будет поступать из нижней части бака, нагреваться и накапливаться в верхней части бака. С наступлением холодов систему необходимо опорожнять от воды.

Эта простая и не дорогая система ГВС подойдет для дачных домов и небольших частных домов с отоплением твердотопливным котлом или печами.

Схема ГВС с солнечным коллектором и бойлером косвенного нагрева

Схема подключения солнечного коллектора к системе ГВС с накопительным бойлером косвенного нагрева и отопительным котлом с контуром ГВС.

Для подключения солнечного коллектора к системе ГВС с бойлером косвенного нагрева необходимо установить в доме бойлер с двумя теплообменниками.

К нижнему теплообменнику подключают нагревательный контур солнечного коллектора, а к верхнему — контур ГВС отопительного котла.

Если тепла от солнечного коллектора не хватает для нагрева воды, то включается в работу контур ГВС отопительного котла.

Установка циркуляционного насоса в контур солнечного коллектора позволяет установить коллектор в любое положение относительно бойлера, а также уменьшить диаметр трубопроводов.

Схему с бойлером косвенного нагрева удобно применять при отоплении дома газовым котлом.

Схема отопления и ГВС с солнечным коллектором и буферным баком — аккумулятором тепла

Схема подключения солнечного коллектора к системе отопления и ГВС с буферным баком — аккумулятором тепла и отопительным одноконтурным котлом.

Прочитайте статью «Схема отопления и ГВС с буферным баком — аккумулятором тепла» для того, чтобы узнать преимущества, особенности устройства и работы этой системы.

Солнечный коллектор присоединяют к теплообменнику, установленному в буферном баке — аккумуляторе тепла. К буферному баку подключают и контур отопительных приборов дома (на схеме не показан).

Тепловая энергия от всех источников — солнечного коллектора и отопительного котла, аккумулируется в буферном баке. Из буферного бака тепло расходуется и на подогрев воды в системе ГВС, и подается в контур отопления помещений дома.

Схема с буферным баком позволяет использовать солнечную энергию и для отопления, и для горячего водоснабжения.

Схема ГВС с солнечным коллектором и двумя накопительными баками

Схему ГВС с двумя накопительными баками используют при подключении солнечного коллектора к уже работающему оборудованию системы горячего водоснабжения в доме. Когда в уже установленном бойлере отсутствует теплообменник для подключения солнечного коллектора.

Покупка нового бойлера ГВС с двумя теплообменниками и замена старого часто не выгодна. Дешевле приобрести новый бойлер небольшого объема только для контура солнечного коллектора.

Схема подогрева воды для бассейна

Подогрев воды в бассейне можно производить по любой из первых трех схем, которые приведены выше.

Холодная вода со дна бассейна подается циркуляционным насосом по трубопроводу холодной воды в накопительный бак, бойлер или буферную емкость. Горячая вода возвращается обратно в бассейн.

Принудительная циркуляция воды в контуре бассейна обеспечивает перемешивание воды и равномерное распределение температуры по глубине бассейна.

Для бассейнов, работающих только летом, накопительный бак можно исключить из схемы подогрева. Роль накопительного бака может выполнять ванна бассейна.

Автоматизация систем отопления и ГВС с солнечным коллектором

Системы отопления и ГВС с солнечным коллектором обязательно оснащают приборами автоматики.

Автоматика необходима для согласованного управления работой нескольких источников энергии — солнечного коллектора, котла, электрического нагревателя, а также циркуляционных насосов.

Датчики измеряют температуру теплоносителя у источников нагрева, температуру воды в накопительном баке. Блок управления по заданной программе анализирует показатели датчиков и выдает команды на включение или отключение тех или иных источников нагрева, насосов и клапанов.

Человек имеет возможность задавать параметры регулирования — например, устанавливать максимальную температуру горячей воды.

Какой солнечный коллектор лучше выбрать

У каждого вида солнечных коллекторов имеется свой минимальный порог интенсивности солнечного излучения, при котором они начинают нагревать теплоноситель.

Плоский солнечный коллектор начинает греть при мощности солнечного излучения 70-90 Вт/м 2 . Для сравнения — если плоский коллектор не закрыт стеклом, то он начнет греть при мощности излучения более 200 Вт/м 2 .

Трубчатые солнечные коллекторы с вакуумными трубками начинают греть теплоноситель при мощности излучения более 20 Вт/м 2 .

Солнечный коллектор поглощает как прямое, так и рассеяное излучение Солнца. Общая интенсивность и соотношение разных видов излучения меняется в зависимости от времени года и суток, состояния облачности.

Например, в наших южных широтах максимальная мощность излучения в декабре около 80 Вт/м 2 , в апреле и сентябре 350 Вт/м 2 , а в июне 600 Вт/м 2 . Причем, летом доля прямого излучения составляет примерно 54%, а зимой только 30%.

Из приведенных выше данных можно сделать вывод, что для того, чтобы солнечный коллектор приносил в дом тепло круглый год, необходим трубчатый солнечный коллектор.

КПД плоского и трубчатого солнечных коллекторов

Мерой эффективности солнечного коллектора является его тепловой коэффициент полезного действия. КПД солнечного коллектора определяется как отношение количества полезной энергии, забираемой теплоносителем, к количеству энергии солнечного излучения, которое падает на поверхность коллектора.

КПД — коэффициент полезного действия для трех конструкций плоского и одного трубчатого солнечных коллекторов

На рисунке показаны графики зависимости коэффициента полезного действия — КПД, для трех конструкций плоского и одного трубчатого коллекторов. Это примерные характеристики при плотности потока солнечного излучения G=700 Вт/м 2 . По горизонтальной оси редуцированная (приведенная) температура, равная =dT/G, К*м 2 /Вт., где dT — разность между средней температурой теплоносителя коллектора и наружной температурой воздуха окружающей среды.

Анализируя графики, можно сделать следующие выводы:

Солнечный коллектор работает с максимальным КПД при маленьких значениях редуцированной температуры dT, в режиме с минимально необходимой температурой теплоносителя.

Причем, при малых значениях редуцированной температуры КПД у разных конструкций плоских коллекторов практически одинаков.

Плоский солнечный коллектор, который характеризуется графиком КПД с меньшим углом наклона к горизонту (линия I на рисунке), обеспечит нагрев воды при невысокой плотности лучистой энергии и довольно низкой температуре наружного воздуха — весной, осенью.

Плоский коллектор в летнее время, в условиях интенсивного солнечного излучения, имеет более высокий КПД, чем трубчатый. Для систем ГВС, работающих только в теплый сезон выгодно использовать плоские солнечные коллекторы. К тому же, плоский коллектор значительно дешевле трубчатого.

В условиях малой интенсивности солнечного излучения КПД трубчатого коллектора выше, чем плоского. Установка трубчатого коллектора может быть выгодна только для круглогодичного подогрева воды в системах отопления и ГВС, а также в северных широтах. Учитывая высокую стоимость трубчатого коллектора, его установка окупается далеко не всегда.

Выбираем солнечный коллектор для бассейна

С учетом сделанных выше выводов, для подогрева воды в летнем бассейне буквально на несколько градусов, можно выбрать любую конструкцию плоского коллектора. Эффективность при маленькой величине dT будет у всех конструкций плоских коллекторов примерно одинакова.

Выгодно использовать самые дешевые плоские коллекторы с пластиковыми абсорберами, которые могут вообще не иметь остекления.

Поскольку температура теплоносителя в коллекторе будет не намного отличаться от температуры наружного воздуха, то потери тепла при отсутствии стекла будут незначительными. Кроме того, из-за отсутствия стекла немного увеличится количество солнечной энергии, попадающей на адсорбер. Стекло всегда задерживает некоторую часть солнечных лучей.

Расчет размера солнечного коллектора

Из-за неравномерного поступления тепла от солнечного коллектора, в системах ГВС и отопления дома обязательно устанавливают еще один источник нагрева.

Производительность солнечного коллектора рекомендуется выбирать такой, чтобы от него получать не более 2/3 тепловой энергии, необходимой для горячего водоснабжения в доме. Использовать более производительные аппараты не выгодно — не окупятся.

Для горячего водоснабжения в доме достаточно выбрать солнечный коллектор площадью 1-1,5 м 2 в расчете на одного члена семьи.

Солнечный коллектор в системе отопления выбирают так, чтобы получать от него 20-30% тепловой энергии, необходимой для отопления. Размеры солнечного коллектора для целей отопления выбирают из расчета 0,3-0,5 м 2 площади коллектора на 1м 2 отапливаемой площади дома.

Для закрытого бассейна площадь солнечного коллектора может составлять 40% площади зеркала воды в нем.

В открытом бассейне воду нагревают солнечным коллектором площадью 70% от площади зеркала воды.

Пример расчета размеров площади солнечного коллектора

Выполним расчет размера солнечных коллекторов для дома с отапливаемой площадью 200 м 2 , в котором проживают 5 человек. В доме имеется крытый бассейн с площадью воды 30 м 2 .

Площадь солнечных коллекторов составит:

  • Для нагрева воды в системе ГВС — 5-7,5 м 2
  • Для системы отопления дома — 60-100 м 2
  • Для подогрева воды в крытом бассейне — 12 м 2

Где можно установить солнечный коллектор

Солнечный коллектор можно установить в любом месте — на крыше, на стене, на земле. Важно только установить его под определенным углом к горизонту и на солнечном месте.

Но чаще всего коллектор устанавливают на крыше. Коллектор на крыше не занимает места на участке и получает больше солнечных лучей — там его ничто не затеняет.

На крыше коллектор устанавливают над кровлей. Существуют конструкции коллекторов, которые встраивают в покрытие крыши.

При установке в любом месте следует иметь ввиду, что аппарат требует обслуживания. Поэтому, необходимо продумать, как облегчить доступ к нему.

Кроме того, коллектор достаточно тяжелое устройство. поэтому стропила крыши или стена дома могут потребовать усиления их конструкции.

Лучше всего, установку солнечного коллектора предусмотреть сразу, на стадии проектирования и строительства дома.

Ориентация поверхности солнечного коллектора

Максимальное количество солнечной энергии коллектор будет получать, если его поверхность будет перпендикулярна направлению на солнце.

Направление на солнце постоянно меняется в зависимости от времени года и суток. Поэтому, коллектор устанавливают под некоторым углом к горизонту, который позволяет получать максимум солнечной энергии без изменения положения коллектора.

Солнечный коллектор, который будет работать круглый год устанавливают под углом к горизонту, величина которого примерно равна географической широте местности.

В зимний период, если есть возможность, лучше увеличивать угол наклона еще примерно на 15 о .

Если солнечный коллектор будет работать только летом, то угол наклона следует уменьшить до: географическая широта местности минус 15 о .

Плоскость солнечного коллектора должна смотреть по направлению на юг с точностью плюс-минус 15 о .

Трубчатые вакуумные коллекторы допускают большее отклонение от направления на юг. Они должны освещаться солнцем не менее шести часов в сутки.

Солнечный коллектор - водонагреватель для дома, бассейна Солнечный коллектор – водонагреватель горячего водоснабжения частого дома – плоский, вакуумный, с тепловыми трубками. Схемы подключения солнечного коллектора с бойлером, с накопительным баком, для дачного дома, бассейна. Расчет размера площади, выбор ориентациии и КПД солнечного коллектора.

Источник: domekonom.su

[content-egg module=GdeSlon template=compare] Поделитесь статьей в соц. сетях:

banya-ili-sauna.ru

Как построить солнечный водонагреватель для бассейна

Мастер этой самоделки живет в Канаде, поэтому ему необходимо включать нагрев воды в бассейне на все лето, так как там достаточно прохладно.

Прежде всего, нужно определить место для установки обогревателя. В этом месте должно быть, как можно больше солнечного света в течение всего дня. Шаг 1: Материалы и инструменты

— металлические уголки; — медная труба диаметром 32 мм и длиной 162 см – 2 шт; — 3-4 рулона медных труб 6 мм; — Оловянный припой; — шкурка; — Паяльная паста; — Сварочная горелка; — Труборез; — шнурка; — Автоматический кернер; — Карандаш; — рулетка; — черенок; — Ацетон или другое чистящее средство, которое может удалить паяльную пасту; — фумлента; — медная перфолента; — зенкер; — двухсторонний скотч;

— черная краска;

Шаг 2: Создание рамы для крепления труб

Можно построить каркас из дерева или другого материала, но мастер решил построить его из металлического уголка. Разрежьте уголки по длине труб, чтобы сделать прямоугольник. На более короткой стороне мастер сделал несколько надрезов с помощью кольцевой пилы, чтобы подходила труба.

Шаг 3: Сверление коллекторов

Просверлите отверстия 6 мм. в прямой в трубе диаметром 32 мм, чтобы сделать два коллектора. Мастер просверлил отверстия через каждые 50 мм. в общей сложности 63. Чтобы сделать прямую линию, он использовал шнурку.

Вставьте трубы в раму, чтобы было можно оценить, где будет начало и конец отверстий. Таким образом, у вас не будет лишних отверстий, где труба коллектора будет прикрепляться к раме.

Мастер подсчитал, что 63 отверстия 6-ти мм трубы, будут иметь диаметр в 3 раза превышающий диаметр 32 мм трубы. Это сделано для того, чтобы в небольших трубах ток воды немного замедлялся.

Замедление тока воды помогает теплообмену… Шаг 4: Сверление

Мастер сделал кондуктор, чтобы выровнять трубу в тисках. Труба предварительно промаркирована и пробита кернером. Всего просверлено 126 отверстий (63 на трубу).

Сверла не делают идеально круглых отверстий, поэтому используйте зенкер, чтобы сделать его более круглым так, чтобы он подходил максимально плотно к трубам 6 мм.

Чтобы отметить идеально прямую линию на трубах, скрепите их вместе с помощью струбцин, а затем с помощью шнурки отметьте место, где трубы касаются друг друга. Шаг 5: Обрезка и подгонка 6 мм трубы

Разверните и обрежьте 6 мм трубу по размеру. Сделайте кондуктор и попытайтесь выпрямить трубу, медленно отгибая ее. Желательно установить и закрепить 32 мм трубы к раме. Убедитесь, что расстояние между трубами одинаковое.

Отрежьте 6 мм трубы, чтобы они были примерно на 2 см длиннее, чем расстояние между 32 мм трубами. Шаг 6: Подготовка к пайке

Как и в любой сантехнической работе с медными трубами, сначала медь необходимо подготовить. Возьмите наждачную бумагу и отшлифуйте окисления там, где трубы придется паять вместе.

Отшлифуйте внутреннюю поверхность 32 мм труб. Прикрепите немного наждачной бумаги с помощью двухсторонней ленты на черенке и зашлифуйте внутреннюю поверхность труб.

Отшлифуйте все 63 отверстия 6 мм трубы. Шаг 7: Сборка маленьких труб в коллекторе

Вставьте каждую 6 мм трубу в отверстие с каждой стороны. Вставьте маленькие трубы в одну большую трубу, а другие края маленьких труб в другую большую трубу. Можно вставить деревянную спицу, чтобы выровнять трубы изнутри. Шаг 8: Пайка труб

С помощью припоя спаяйте 32 мм трубы с 6 мм.

Пайка — дело точности и терпения. У мастера это заняло около полутора часов, он не профессионал.

На двух противоположных концах (один сверху, другой снизу) припаяйте фитинги размером 32 мм, чтобы можно было прикрутить переходник, с 32 мм на 20 мм.

Другие концы будут иметь сварную крышку.

Обратите внимание, что вода должна входить с одной стороны первого коллектора и выходить с другой стороны второго коллектора. Шаг 9: Испытание давлением

Прежде чем идти дальше, было бы неплохо провести тест на протечку.

Подсоедините шланг к одной из труб 32 мм и небольшой отрезок шланга на другой трубе. Можно установить переходник 32/20 мм.

Включите воду, чтобы выгнать воздух.

После того, как воздух вышел, передавите выпускной шланг.

Проверьте каждый паяный шов на протечку. Если таковые имеются, полностью опустошите обогреватель и отремонтируйте. Шаг 10: Очистка

Используя Ацетон очистите всю оставшуюся паяльную пасту. Так вы подготовите металл к покраске. Шаг 11: Покраска

Используйте черную матовую краску, в аэрозольном баллончике или обычную краску. Мастер использовал обе краски. Спрей для меди, потому что эту краску легче распылять на маленькие трубы. Для стальной рамы мастер использовал обычную кисть и краску из банки. Шаг 12: Окончательная сборка

Соберите переходник 32/20 мм, чтобы уменьшить сечение труб. Шаг 13: Установка

Найдите хорошее место, где весь день максимум солнечного света. Установите водонагреватель на крышу или в любое другое удобное для вас место.

Используйте 20 мм пластиковую трубу от выхода фильтра насоса бассейна до нижнего коллектора. Из верхнего коллектора 20 мм труба имеет возврат в бассейн.

Вы можете использовать гибкие универсальные, недорогие шланги.

Вы можете использовать 90-градусные уголки, чтобы сделать удобным спуск шлангов с крыши. Шаг 14: Установка 3-х ходового крана

Установите 3-х ходовой кран. Вставьте его между фильтром и возвратной трубой бассейна. Вставьте трубу, идущую к водонагревателю, на трехходовой кран.

С помощью этого крана вы сможете регулировать поток воды, поступающей в нагреватель. Шаг 15: Окончательный результат

Закройте водонагреватель гофрированным поликарбонатом, он намного дешевле, чем оргстекло. Это решение нужно для того, чтобы защитить хрупкие 6 мм трубы от прогиба под тяжестью снега зимой, так как водонагреватель не планируется снимать.

По эффективности работы солнечного водонагревателя:

Дельта Т (перепад температур): При температуре наружного воздуха 21°C и температуре воды в бассейне 17°C, нагреватель превращает воду с 17°C до 22°C за один день.

Вода, выходящая из нагревателя, примерно на 3°C теплее, чем на входе.

Имейте в виду, что эти данные были записаны в последние недели мая в Канаде.

Солнце попадает на водонагреватель на крыше с 10:00 до 15:30, то есть 5,5 часов. Любой человек в более теплой и солнечной среде должен получить гораздо лучшие результаты.

Мастер также добавил несколько черных кусочков металла под 6 мм трубы и закрыл их по бокам, чтобы получить больше тепла. Шаг 16: Плавание. 2-я неделя мая

Для любого юга, плавание в мае, это нормально, но для Канады — исключение … Средняя температура на улице не превышает 21°C.

Спецификация бассейна:

— 132 см. высотой;

— двухскоростной насос с фильтром;

Расположение обогревателя

Он находится на небольшой крыше над балконом, примерно на 5,5 м выше, чем насос.

Вначале необходимо закачать воду в нагреватель на второй скорости. Как только он заполнен, насос нужно переключить на низкую скорость, а дальше дело за гравитацией.

delomastera.info

Солнечные батареи для подогрева воды в бассейне: секреты самостоятельного изготовления

Дата публикации: 27 мая 2019

Бассейн в доме или на даче уже давно не является чем-то экзотическим и недоступным. Пластиковая чаша или выложенная плиткой конструкция для детских забав и отдыха в комфортных условиях украшает большинство частных домовладений. Но неограниченные возможности по эксплуатации собственного бассейна осложняет проблема быстрого нагрева воды до комфортной температуры. Количество электроэнергии, которое приходится тратить на это удовольствие, вызывает резкий рост сумм оплаты за энергоснабжение. Простой и доступный выход – самодельный подогрев для бассейна от солнца с помощью коллектора. Несложное и эффективное устройство можно легко сделать своими руками – и навсегда забыть об огромных расходах, связанных с эксплуатацией открытого бассейна.

Немного технических подробностей для желающих досконально разобраться в вопросе

Превратить бесплатную солнечную энергию в электрическую и направить ее на подогрев бассейна можно с помощью солнечного коллектора. Его главное отличие от традиционных солнечных батарей – не просто выработка электрической энергии, а нагрев теплоносителя, циркулирующего в системе. В зависимости от конструкции, различают плоскую и вакуумную модель коллектора. Основа первой – поглощающая поверхность и медные трубки с теплоносителем, закрепленные на алюминиевой раме под защитным стеклом. В вакуумной модели основой конструкции выступает вакуумная трубка, поглощающая тепловую энергию благодаря окрашиванию в черный цвет. Стекло трубы из прочного боросиликата не боится трещин и готово прослужить длительное время.

Учитывая сложности, с которыми связано изготовление вакуумного коллектора, большинство эксплуатируемых сегодня самодельных моделей имеют классическую плоскую конструкцию. Их варианты могут отличаться между собой по стоимости материалов, технологии сборки и количеству использованных комплектующих.

Перечень материалов

Чтобы изготовить солнечный коллектор для нагрева бассейна, понадобятся:

  • Комплект металлопластиковых труб.
  • Металлический профиль для изготовления каркаса.
  • Краска черного цвета для окрашивания труб с теплоносителем.
  • Короб для размещения и закрепления конструкции коллектора.
  • Брус для основания конструкции.
  • Стекло, которое будет выполнять роль защитной поверхности.

В дополнение к стандартному набору домашних инструментов для резания и сборки элементов потребуется небольшой насос.

Выбор места расположения коллектора

Чтобы солнечный подогрев бассейна своими руками был максимально эффективным, необходимо учесть ряд требований:

  • Установить коллектор в непосредственной близости от бассейна. Таким образом, удастся до нуля снизить возможные теплопотери.
  • Выбрать оптимальный уровень наклона в зависимости от расположения участка относительно сторон горизонта и угла падения солнечных лучей.
  • Подготовить площадку для установки оборудования. Это может быть бетонная стяжка, подушка из щебня или плитка для обустройства садовых дорожек.

Последовательность изготовления и сборки коллектора

На первом этапе сборки солнечного коллектора для нагрева воды в бассейне изготавливается каркас:

  1. Брус нарезается на отрезки и последовательно соединяется хомутами и саморезами для формирования змеевика;
  2. Конструкция обшивается листами фанеры, заранее нарезанной по нужному размеру;
  3. Элементы каркаса соединяют с помощью саморезов, контролируя качество сборки для достижения оптимального уровня прочности.

Затем приступают к обустройству рамы коллектора:

  1. Элементы рамы вырезают из металлического профиля и соединяют анкерами. Затем на раму укладывают поперечные ряды брусьев, которые будут служить основой для каркаса;
  2. Укладывают каркас на раму и фиксируют его анкерными креплениями с соблюдением угла наклона, чтобы устройство улавливало как можно больше солнечного света;
  3. Конструкция рамы с платформой окрашивают в черный цвет, улучшающий поглощение тепловой энергии;
  4. На платформе размечаются места для установки труб с теплоносителем и монтируются пластиковые крепления по диаметру труб. Все перечисленные элементы также окрашиваются в черный цвет.

Обратите внимание: трубы от солнечного подогрева воды в бассейне должны выводиться непосредственно со дна бассейна, чтобы нагретая вода сразу поступала в чашу и способствовала прогреванию более плотных остывших слоев. Чтобы максимально снизить теплопотери, необходимо закрыть поверхность труб стеклом толщиной не менее 4мм. Его будет вполне достаточно, чтобы внутри коллектора поддерживалась высокая температура.

К собранной конструкции можно подключать насос, запускающий циркуляцию теплоносителя внутри системы. Лучше отказаться от приобретения мощной модели насосного оборудования. Необходимо обеспечить медленное прохождение воды по трубам, чтобы она успела достичь максимальной температуры. В противном случае быстрая циркуляция не позволит воде прогреваться, и установка будет работать с низким КПД.

При условии грамотной сборки и успешно пройденного тестирования подогрев бассейна солнечными батареями будет дешевым и быстрым, особенно – в солнечных регионах, где теплая погода наступает уже в мае. С наступлением зимы не забудьте слить воду из труб, чтобы ее застывание не стало причиной разрыва коммуникации.

Дополнительные рекомендации по установке коллектора

Чтобы быстро разобраться с поставленной задачей и успешно подключить солнечные батареи для подогрева воды в бассейне, воспользуйтесь советами профессионалов:

  • Избежать появления воздушных пробок внутри труб с теплоносителем можно, подняв уровень трубопровода для обратной подачи воды на нагрев.
  • Если вы обустраиваете коллектор для закрытого бассейна, лучше устанавливать его с южной стороны под углом не более 45 градусов.
  • Обязательно проверьте трубопровод на герметичность. В противном случае вода будет вытекать, и нагрев бассейна будет очень долгим.
  • Рассчитывать вес конструкции необходимо с учетом снега, слой которого закроет защитное стекло зимой. При этом демонтаж и повторная установка устройства с наступлением осени нецелесообразны из-за высокого риска повредить или разбить систему.

Контролируйте состояние коллектора и ухаживайте за ним, очищая от пыли и грязи. В этом случае он прослужит вам несколько сезонов.

altenergiya.ru

Подогрев бассейна — солнечный коллектор своими руками

Экология потребления. Усадьба: Существует несколько способов подогрева воды в бассейне. Монтаж некоторых из них вполне можно освоить самостоятельно. Эта статья расскажет, как сделать обогрев воды в бассейне своими руками, используя солнечную энергию

Среди различных решений задачи подогрева воды в бассейне своими силами, одним из оптимальных вариантов можно считать использование тепловой энергии солнца. Основным элементом такой системы обогрева является солнечный коллектор, процесс постройки которого мы и рассмотрим подробнее, на примере конкретного бассейна.

Бассейн, в котором будем делать систему обогрева воды, представляет собой ёмкость объёмом 10 м3, уже оборудованный системой фильтрации. Над ним выполнен купол из поликарбоната (была поставлена обыкновенная, подходящая по габаритам теплица). Закрытый бассейн меньше остывает в ночное время, а вода в нём чище — не попадает листва, насекомые и другой мусор. Учитывая наличие погружного насоса, было принято решение организовать подогрев воды без изменения действующей системы.

Погруженный на дно бассейна электрический насос забирает холодную воду. По шлангу она подаётся в змеевик из металлопласта. Теплоноситель, проходя по трубам, нагревается от солнечных лучей и далее через другой гофрированный шланг подаётся обратно на дно бассейна, но с противоположного края.

На схеме показаны соединения коллектора и бассейна. Для выпуска воздуха предназначен воздушный клапан. От тройников коллектора к насосу протянуты гофрированные шланги минимально возможной длины — для снижения тепловых потерь.

1 — клапан выпускной; 2 — тройник; 3 — коллектор; 4 — тройник; 5 — кран на слив; 6 — кран на подводящий шланг; 7 — обратный клапан; 8 — погружной насос; 9 — бассейн

Для монтажа системы обогрева потребуются следующие инструменты:

Наименование материала Количество
1 Деревянный брус 50х50 мм 38 м
2 Фанера 12-15 мм 5 кв. м
3 Труба металлопластиковая ½ дюйма 110 м
4 Крепёж для труб пластиковый 160 шт
5 Угол (папа-мама) для металлопласта 60 шт
6 Угол (мама-мама) для металлопласта 62 шт
7 Переход на штуцер ½ дюйма 105 шт
8 Клапан выпуска воздуха 1 шт
9 Тройник ½ дюйма 3 шт
10 Кран сливной ½ дюйма 2 шт
11 Обратный клапан 1 шт
12 Насос погружной производительностью 3-4 м3/час 1 шт
13 2 шланга гофрированных  
14 Лист металлический 5 кв. м
15 Профиль алюминиевый 1200 мм 4 шт
16 Уголок стальной оцинкованный 50х100 мм 64 шт
17 Стекло 4 мм 4 куска
18 Нитрокраска чёрная 5-7 л
19 Доска 30х100 9 м
20 Гидроизоляция рулонная 5 кв. м
21 Плитка тротуарная толщиной не менее 40 мм 4кв. м
22 Саморезы  
23 Лента уплотнительная сантехническая  
27 песок  
28 Герметик  

Порядок выполнения работ

1. Выбирается место под установку коллектора по следующим параметрам:

  • минимальное расстояние до бассейна;
  • плоскость коллектора должна быть направленна на юг.

На размеченной площадке снимается дерновой слой. Выполняется песчано-гравийная подушка с обязательной трамбовкой. После чего стелется слой гидроизоляции и выкладывается тротуарная плитка.

2. Из бруса делается каркас, детали между собой соединяются через уголки.

3. На земле готовится рама щита и обшивается фанерой. Потом щит поднимается и закрепляется на каркасе.

4. По периметру (с помощью уголков) монтируются доски бортов с пазами под стекло. На фанерную плоскость крепятся листы металла. Теперь щит окрашивается чёрной краской.

Размечаются на плоскости коллектора места монтажа креплений металлопласта — расстояние между трубами около 45 мм. После установки креплений в них монтируются нарезанные металлопластиковые трубы. С помощью уголков и штуцеров собирается змеевик.

В бортах сверлятся два отверстия для выхода труб, на концах которых устанавливаются тройники. Собирается вся остальная схема водовода и проводится гидравлическое испытание. Затем весь змеевик покрывается чёрной краской.

5. По центру щита крепится опорный брусок и собирается каркас из алюминиевых профилей. Теперь нарезаются стекла нужных размеров, их периметр промазывается герметиком, и они кладутся в пазы профиля и деревянных боковин. В месте стыка четырёх листов стекла устанавливается фиксирующая накладка, а по бокам — куски уголков.

6. Для питания насоса внутри ставится влагозащитная розетка. Всё готово, остаётся включить насос и проводить практические испытания.

Выполненная система не оборудована какой-либо автоматикой, поэтому запускать и отключать её необходимо вручную. Перед посещением бассейна в целях безопасности подразумевается полное отключение электрической части.

В солнечный день температура воды на выходе из коллектора достигает 70–75 °C. При работе насоса 4–7 часов в день вода в бассейне прогревается до 25–30 °C. Если убрать из схемы обратный клапан, то возможна установка менее слабого насоса. Но тогда придётся вручную крутить кран на подающем шланге.

Изготовленная установка, конечно, требует доработок. Например, после насоса можно поставить электромагнитный клапан с управлением от таймера или фотореле. Но главный вывод этого проекта в том, что обогрев бассейна с помощью солнца — вполне реализуемая своими силами идея. опубликовано econet.ru 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Присоединяйтесь к нам в Facebook , ВКонтакте, Одноклассниках

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

econet.ru

Солнечный водонагреватель своими руками: схема, устройство и прочее + видео

Уровень развития современных технологий и материалов настолько высок, что не использовать энергию солнца — это неразумно с финансовой стороны и преступно по отношению к окружающей среде. К сожалению, приобретение промышленных установок для получения электроэнергии и тепла иррационально ввиду их высокой стоимости. Тем не менее выход есть: сделать производительный гелиоколлектор собственноручно из материалов, которые можно найти в ближайшем строительном магазине.

Назначение гелиоколлектора, его достоинства и недостатки

Солнечный водонагреватель (жидкостной гелиоколлектор) — это устройство, которое с помощью энергии Солнца нагревает теплоноситель. Он применяется для отопления помещений, организации горячего водоснабжения, подогрева воды в бассейнах и т. д.

Солнечный коллектор обеспечит дом горячей водой и теплом

Предпосылками для использования экологичного водонагревателя является тот факт, что солнечное излучение падает на Землю круглый год, хоть и отличается интенсивностью зимой и летом. Так, для средних широт суточное количество энергии в холодное время года достигает 1–3 кВт*ч на 1 кв.м, тогда как в период с марта по октябрь эта величина варьируется от 4 до 8 кВт*ч/м2. Если же говорить о южных регионах, то цифры можно смело увеличивать на 20–40%.

Как видно, эффективность работы установки зависит от региона, но даже на севере нашей страны гелиоколлектор обеспечит потребность в горячей воде — главное, чтобы на небе было поменьше туч. Если же говорить о средней полосе и южных областях, то работающая от Солнца установка сможет заменить бойлер и перекрыть потребности теплоносителя отопительной системы в зимнее время. Разумеется, речь идёт о производительных водонагревателях в несколько десятков квадратных метров.

Экономить средства из семейного бюджета поможет солнечная батарея. Изготовить её самостоятельно поможет следующий материал: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Таблица: распределение солнечной энергии по регионам

Гелиоколлекторы, построенные в домашних условиях, не идут ни в какое сравнение с устройствами заводского изготовления, но и самодельная солнечная установка сократит расходы на подогрев воды в бытовых целях и сэкономит электричество при подключении к стиральной и посудомоечной машине.

Достоинства солнечных водонагревателей:

  • относительно простая конструкция;
  • высокая надёжность;
  • эффективная эксплуатация независимо от времени года;
  • длительный срок службы;
  • возможность экономии газа и электроэнергии;
  • не требуется разрешение на установку оборудования;
  • небольшая масса;
  • простота монтажа;
  • полная автономность.

Что касается отрицательных моментов, то без них не обходится ни одна установка для получения альтернативной энергии. В нашем случае к минусам относятся:

  • высокая стоимость заводского оборудования;
  • зависимость КПД гелиоколлектора от времени года и географической широты;
  • подверженность градобитию;
  • дополнительные затраты на установку теплоаккумулирующей ёмкости;
  • зависимость энергетической эффективности прибора от облачности.
Рассматривая плюсы и минусы солнечных водонагревателей, не стоит забывать и об экологической стороне вопроса — подобные установки безопасны для человека и не наносят вреда нашей планете.

Заводской гелиоколлектор напоминает конструктор, с помощью которого можно быстро собрать установку требуемой производительности

Виды солнечных водонагревателей: выбор конструкции для самостоятельного изготовления

В зависимости от температуры, которую развивают гелионагреватели, различают:

  • низкотемпературные устройства — рассчитанные на подогрев жидкости до 50 °C;
  • среднетемпературные гелиоколлекторы — повышают температуру воды на выходе до 80 °C;
  • высокотемпературные установки — нагревают теплоноситель до температуры кипения.

В домашних условиях можно построить солнечный водонагреватель первого или второго типа. Для изготовления коллектора высоких температур понадобится промышленное оборудование, новые технологии и дорогостоящие материалы.

По конструкции все жидкостные гелиоколлекторы разделяются на три вида:

  • плоские водонагреватели;
  • вакуумные термосифонные устройства;
  • гелиоконцентраторы.

Плоский солнечный коллектор представляет собой невысокий теплоизолированный короб. Внутри установлена светопоглощающая пластина и трубчатый контур. Поглощающая панель (абсорбер) имеет повышенную теплопроводность. За счёт этого удаётся достичь максимальной передачи энергии теплоносителю, циркулирующему по контуру водонагревателя. Простота и эффективность плоских установок нашла отражение в многочисленных конструкциях, разработанных народными умельцами.

Внутри плоского гелиоколлектора — светопоглощающая пластина и трубчатый контур

Принцип действия вакуумных солнечных водонагревателей основан на эффекте термоса. В основе конструкции лежат десятки двойных стеклянных колб. Внешняя трубка изготавливается из ударопрочного, закалённого стекла, которое противостоит граду и ветру. Внутренняя трубка имеет специальное напыление для увеличения светопоглощающей способности. Из пространства между элементами колбы откачан воздух, что позволяет избежать тепловых потерь. В центре конструкции проходит медный тепловой контур, заполненный легкокипящим теплоносителем (фреоном) – он и является нагревателем вакуумного гелиоколлектора. В процессе технологическая жидкость испаряется и передаёт тепловую энергию рабочей жидкости главного контура. В этом качестве чаще используется антифриз. Такая конструкция обеспечивает работоспособность системы при температурах до -50 °C. В домашних условиях построить подобную установку сложно, поэтому самодельных конструкций вакуумного типа насчитываются единицы.

В основе конструкции вакуумного гелиоколлектора — множество двойных стеклянных колб

Гелиоконцентратор в основе имеет сферическое зеркало, способное фокусировать солнечное излучение в точку. Нагрев жидкости происходит в спиральном металлическом контуре, который размещают в фокусе установки. Достоинством гелиоконцентраторов является способность развивать высокую температуру, но необходимость в системе слежения за Солнцем снижает их популярность у самодельщиков.

Построить производительный гелиоконцентратор в домашних условиях — задача непростая

Для изготовления в домашних условиях лучше всего подходят плоские солнечные нагреватели, построенные с использованием теплоизоляционных материалов, стекла с высокой пропускающей способностью и медных абсорберов.

Устройство и принцип действия плоского гелиоколлектора

Самодельный солнечный водонагреватель состоит из плоской деревянной рамы (короба) с глухой задней стенкой. На дне размещается главный элемент устройства — абсорбер. Чаще всего он изготавливается из металлического листа, присоединённого к трубчатому коллектору. От контакта пластины абсорбера с трубами теплообменника зависит эффективность передачи энергии, поэтому эти детали приваривают или припаивают непрерывным швом.

Сам жидкостной контур представляет собой массив из вертикально установленных трубок. В верхней и нижней части они присоединяются к горизонтальным трубам увеличенного диаметра, которые предназначаются для подачи и отбора теплоносителя. Входное и выходное отверстие для жидкости располагают диагонально — за счёт этого обеспечивается полный отъём тепла от элементов теплообменника. В качестве теплоносителя используется антифриз для систем отопления или другие незамерзающие растворы.

Абсорбер покрывается светопоглощающей краской, сверху кладут стекло, а короб защищают слоем теплоизоляции. Для упрощения задачи площадь остекления делят на части, а чтобы увеличить производительность, применяют стеклопакеты. Закрытая конструкция создаёт в гелиоколлекторе эффект термоса и одновременно предотвращает потери тепла из-за ветра, дождя и других внешних факторов.

Солнце — источник энергии, доступный каждому человеку. Обустроить солнечный коллектор поможет данная статья: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnoe-otoplenie-chastnogo-doma.html

Солнечный водонагреватель работает так:

  1. Нагретая в гелиоколлекторе незамерзающая жидкость поднимается по трубкам и через ветку отбора теплоносителя попадает в теплоаккумулирующую ёмкость.
  2. Перемещаясь по теплообменнику, установленному внутри бака-аккумулятора, антифриз отдаёт тепло воде.
  3. Охлаждённая рабочая жидкость поступает в нижнюю часть контура солнечного водонагревателя.
  4. Нагретая в баке вода поднимается и отбирается для нужд горячего водоснабжения. Пополнение жидкости в теплоаккумулирующей ёмкости происходит за счёт водопровода, подключённого к нижней части. Если же гелиоколлектор работает как нагреватель системы отопления, то для кругообращения воды в замкнутом вторичном контуре применяют циркуляционный насос.

Постоянное движение теплоносителя и наличие теплового аккумулятора позволяет накопить энергию за то время, пока светит солнце, и постепенно расходовать её даже тогда, когда светило скрывается за горизонтом.

Схема подключения солнечного коллектора к накопительной ёмкости не так сложна

Варианты самодельных солнечных установок

Особенностью солнечных водонагревателей, построенных своими руками, является то, что практически все устройства имеют одинаковую конструкцию теплоизолированного короба. Часто каркас собирается из пиломатериалов и покрывается минеральной ватой и теплоотражающей плёнкой. Что же касается абсорбера, то для его производства используют металлические и пластиковые трубы, а также готовые узлы от ненужного бытового оборудования.

Из садового шланга

Сложенный улиткой садовый шланг или водопроводная ПВХ-труба имеет большую площадь поверхности, что позволяет использовать подобный контур в качестве водонагревателя для нужд летнего душа, кухни или подогрева бассейна. Разумеется, для этих целей лучше брать материалы чёрного цвета и обязательно использовать накопительную ёмкость, иначе в пик летней жары абсорбер будет перегреваться.

Плоский коллектор из садового шланга — простейший способ подогревать воду в бассейне

Из конденсатора старого холодильника

Внешний теплообменник отслужившего свой срок холодильника или морозильной камеры является готовым абсорбером гелиоколлектора. Всё, что остаётся сделать — дооборудовать его теплопоглощающим листом и установить в корпус. Конечно, производительность такой системы будет маленькой, но в тёплое время года водонагреватель из деталей холодильного оборудования перекроет потребности в горячей воде небольшого загородного дома или дачи.

Теплообменник старого холодильника представляет собой практически готовый абсорбер для небольшого гелионагревателя

Из плоского радиатора системы отопления

Изготовление гелиоколлектора из стального радиатора не потребует даже монтажа абсорбирующей пластины. Достаточно покрыть устройство чёрной жаростойкой краской и смонтировать его в герметичный кожух. Производительности одной установки с лихвой хватит для системы горячего водоснабжения. Если же сделать несколько водонагревателей, то можно сэкономить на отоплении дома в холодную солнечную погоду. К слову, собранная из радиаторов гелиоустановка обогреет подсобные помещения, гараж или теплицу.

Стальной радиатор системы отопления послужит основой для постройки экологичного водонагревателя

Из полипропиленовых или полиэтиленовых труб

Трубы из металлопластика, полиэтилена и полипропилена, а также фитинги и приспособления для их монтажа позволяют строить контуры гелиосистем любой площади и конфигурации. Такие установки обладают хорошей производительностью и используются для обогрева помещений и получения горячей воды на хозяйственные нужды (кухня, ванная и т. д.).

Достоинство гелиоколлектора из пластиковых труб — невысокая стоимость и простота монтажа

Из медных трубок

Абсорберы, построенные из медных пластин и трубок, обладают самой высокой теплоотдачей, поэтому с успехом применяются для подогрева теплоносителя отопительных систем и в горячем водоснабжении. К недостаткам коллекторов из меди относятся большие трудозатраты и стоимость материалов.

Применение медных труб и пластин для изготовления абсорбера гарантирует высокую производительность гелиоустановки

Методика расчёта гелиоколлектора

Расчёт производительности солнечного гелиоколлектора ведут исходя из того, что на 1 кв.м установки в ясный день приходится от 800 до 1 тыс. Вт тепловой энергии. Потери этого тепла на обратной стороне и стенках сооружения рассчитываются по коэффициенту теплоизоляции используемого утеплителя. Если применять пенополистирол, то для него коэффициент теплопотерь равняется 0,05 Вт/м × °C. При толщине материала в 10 см и разности температур внутри и снаружи конструкции 50 °C потери тепловой энергии составляют 0,05/0,1 × 50 = 25 Вт. С учётом боковых стенок и труб эту величину удваивают. Таким образом, суммарное количество уходящей энергии составит 50 Вт с 1 кв.м поверхности солнечного нагревателя.

Для нагрева 1 л воды на один градус потребуется 1,16 Вт тепловой энергии, поэтому для нашей модели гелиоколлектора площадью 1 кв.м и температурного перепада 50 °C удастся получить условный коэффициент производительности 800/1,16 = 689,65/кг × °C. Эта величина показывает, что установка площадью 1 кв.м в течение часа подогреет 20 литров воды на 35 °C.

Расчёт необходимой производительности солнечного водонагревателя ведут по формуле W = Q × V × δT, где Q — теплоёмкость воды (1,16 Вт/кг × °C); V — объём, л; δT — разность температур на входе и выходе из установки.

Статистика говорит, что для одного взрослого человека требуется 50 л горячей воды в сутки. В среднем, для горячего водоснабжения достаточно поднять температуру воды на 40 °C, что при расчёте по этой формуле требует затрат энергии W = 1,16 × 50 × 40 = 2,3 кВт. Чтобы узнать площадь гелиоколлектора, это значение нужно разделить на количество солнечной энергии, приходящееся на 1 кв.м поверхности на данной географической широте.

Расчёт требуемых параметров гелиоустановки

Изготовление солнечного водонагревателя с медным абсорбером

Предлагаемый к изготовлению гелиоколлектор в зимний солнечный день разогревает воду до температуры выше 90 °C, а в пасмурную погоду — до 40 °С. Этого хватит, чтобы обеспечить дом горячей водой. Если же вы хотите отапливать солнечной энергией жилище, то потребуется несколько таких установок.

Солнечная энергия идеально подходит для работы насоса для откачки воды. Нюансы изготовления подобного агрегата изложены здесь: https://aqua-rmnt.com/vodosnab/nasos/nasosy-montazh/samodelnyj-nasos-dlya-otkachki-vody.html

Необходимые материалы и инструмент

Для изготовления водонагревателя понадобятся:

  • листовая медь толщиной не менее 0,2 мм размерами 0,98×2 м;
  • медная трубка Ø10 мм длиной 20 м;
  • медная трубка Ø22 мм длиной 2,5 м;
  • резьба 3/4˝ — 2 шт;
  • заглушка 3/4˝ — 2 шт;
  • припой мягкий SANHA или ПОС-40 — 0,5 кг;
  • флюс;
  • химреактивы для чернения абсорбера;
  • плита OSB толщиной 10 мм;
  • уголки мебельные — 32 шт;
  • базальтовая вата толщиной 50 мм;
  • листовой теплоотражающий утеплитель толщиной 20 мм;
  • рейка 20х30 — 10м;
  • дверной или оконный уплотнитель — 6 м;
  • оконное стекло толщиной 4 мм или стеклопакет 0,98х2,01 м;
  • саморезы;
  • краска.

Кроме этого, подготовьте такие инструменты:

  • электрическая дрель;
  • набор свёрл по металлу;
  • «коронка» или фреза для работы по дереву Ø20 мм;
  • труборез;
  • газовая горелка;
  • респиратор;
  • малярная кисть;
  • набор отвёрток или шуруповёрт;
  • электрический лобзик.

Для опрессовки контура также понадобится компрессор и манометр, рассчитанный на давление до 10 атмосфер.

Для пайки мягким припоем подойдёт простая газовая горелка

Инструкция по ходу работ

  1. При помощи трубореза медную трубку нарезают на куски. Получатся 2 части Ø22 мм длиной 1,25 м и 10 элементов Ø10 мм длиной 2 м.
  2. В толстых трубах делают отступ от края 150 мм и выполняют по 10 сверлений Ø10 мм через каждые 100 мм.
  3. В полученные отверстия вставляют тонкие трубки так, чтобы они выступали внутрь не более чем на 1–2 мм. В противном случае в радиаторе будут появляться излишние гидравлические сопротивления.
  4. Используя газовую горелку, термофен и припой, все части радиатора соединяют между собой.

    Контур гелиоколлектора работает под давлением, поэтому особое внимание уделяют герметичности соединений

    Для сборки радиатора можно использовать специальные фитинги, но в таком случае значительно увеличится стоимость гелиосистемы. Кроме того, разборные соединения не гарантируют герметичность конструкции при переменных термодинамических нагрузках.

  5. По диагоналям радиатора к трубам 3/4˝ попарно припаивают заглушки и резьбы.
  6. Закрыв выходную резьбу заглушкой, на вход собранного коллектора навинчивают штуцер и присоединяют компрессор.

    Компрессор присоединяют при помощи штуцера

  7. Помещают радиатор в ёмкость с водой и компрессором нагнетают давление 7–8 атм. По поднимающимся в местах стыков пузырькам судят о герметичности паяных соединений.

    Если подходящую ёмкость для проверки коллектора найти не удалось, то можно собрать её своими руками. Для этого из подручных средств (обрезки пиломатериалов, кирпич и т. д.) делают короб или простейшее заграждение и застилают его полиэтиленовой плёнкой.

  8. После проверки герметичности радиатор сушат и обезжиривают. Затем приступают к припаиванию медного листа. Паять полотно абсорбера к трубкам следует сплошным швом по всей длине каждого элемента медного контура.

    Пайка полотна абсорбера выполняется сплошным швом

  9. Поскольку абсорбер гелиоколлектора изготавливается из меди, то вместо покраски можно использовать химическое чернение. Это позволит получить на поверхности настоящее селективное покрытие, наподобие того, что получают в заводских условиях. Для этого в ёмкость для проверки герметичности наливают нагретый химический раствор и укладывают абсорбер лицевой стороной вниз. Во время реакции поддерживают температуру реактивов любым доступным способом (например, постоянной прокачкой раствора через ёмкость с кипятильником).

    Чернение меди — один из наиболее ответственных этапов изготовления абсорбера

    В качестве жидкости для химического чернения можно использовать раствор едкого натра (60 г) и персульфата калия или надсернокислого аммония (16 г) в воде (1 л). Помните о том, что эти вещества представляют опасность для человека, а сам процесс окисления меди связан с выделением вредных газов. Поэтому обязательно применение защитных средств — респиратора, очков и резиновых перчаток, а сами работы лучше проводить на открытом воздухе или в хорошо вентилируемом помещении.

  10. Из листа OSB вырезают детали для сборки корпуса гелиоколлектора — днище 1х2 м, боковые стороны 0,16х2 м, верхнюю 0,18х1 м и нижнюю 0,17х1 м панели, а также 2 опорные перегородки 0,13х0,98 м.
  11. Рейку 20х30 мм нарезают на части: 1,94 м — 4 шт. и 0,98 м — 2 шт.
  12. В боковых стенках делают отверстия Ø20 мм для входного и выходного патрубков, а в нижней части коллектора выполняют 3–4 сверления Ø8 мм для микровентиляции.

    Отверстия необходимы для микровентиляции

  13. В перегородках делают вырезы под трубки абсорбера.
  14. Из реек 20х30 мм собирают опорную раму.
  15. Воспользовавшись мебельными уголками и саморезами, раму обшивают панелями OSB. При этом боковые стенки должны опираться на днище — это позволит предотвратить прогиб корпуса. Нижнюю панель опускают на 10 мм от остальных, чтобы перекрыть её стеклом. Это не даст осадкам попадать внутрь рамы.
  16. Устанавливают внутренние перегородки.

    При сборке корпуса обязательно используют строительный угольник, иначе конструкция может получиться кособокой

  17. Днище и бока корпуса утепляют минеральной ватой и укрывают рулонным теплоотражающим материалом.

    Лучше использовать минеральную вату с влагоотталкивающей пропиткой

  18. Абсорбер укладывают на подготовленное пространство. Для этого демонтируют одну из боковых панелей, которую затем ставят на место.

    Схема внутреннего «пирога» гелиоколлектора

  19. На расстоянии 1 см от верхнего края короба внутренний периметр сооружения обшивают деревянной рейкой 20х30 мм так, чтобы стенок касалась её широкая сторона.
  20. По периметру проклеивают уплотнительную резинку.

    Для герметичности используют обычный оконный уплотнитель

  21. Укладывают стекло или стеклопакет, контур которого также обклеивают оконным уплотнителем.
  22. Прижимают конструкцию алюминиевым уголком, в котором предварительно сверлят отверстия для саморезов. На этом этапе сборку коллектора считают завершённой.

    В собранном виде тощина гелиоколлектора составляет около 17 см

Чтобы предотвратить попадание влаги и утечку тепла, на всех этапах стыки и места сопряжений деталей обрабатывают силиконовым герметиком. Для защиты конструкции от осадков древесину покрывают специальным составом и окрашивают эмалью.

Особенности установки и эксплуатации жидкостных нагревательных коллекторов

Для размещения гелиоколлектора выбирают просторное место, которое не затеняется весь световой день. Монтажный кронштейн или подрамник изготавливают из деревянных реек или металла с таким расчётом, чтобы наклон водонагревателя регулировался в пределах от 45 до 60 градусов от вертикальной оси.

Для установки солнечного водонагревателя собирают опорную раму

Подключение к бойлеру косвенного нагрева или тепловому аккумулятору выполняют с использованием резьбовых фитингов и медных, металлопластиковых или многослойных полипропиленовых труб. Их укрывают слоем теплоизоляции.

Схема подключения гелионагревателя в системе с принудительным движением теплоносителя

Накопительный бак для уменьшения тепловых потерь размещают как можно ближе к установке. В зависимости от условий организуют естественную или принудительную циркуляцию теплоносителя. В последнем случае используют контроллер с термодатчиком, врезанным в выходной патрубок. Прокачка рабочей жидкости по контуру будет включаться, когда её температура достигнет запрограммированного значения.

Сезонно-работающую систему заправляют водой, тогда как круглогодичное использование солнечного водонагревателя требует применения незамерзающей жидкости. Идеальный вариант -специальный антифриз для гелиосистем, но для экономии используют и жидкости, предназначенные для автомобильных радиаторов или бытовых отопительных систем.

Видео: солнечный водонагреватель своими руками

Постройка гелиоколлектора — не только интересное и захватывающее занятие. Солнечный водонагреватель будет экономить ваш семейный бюджет и станет доказательством того, что защищать окружающую среду можно не только на словах, но и реальными делами.

aqua-rmnt.com


Смотрите также