Самодельный солнечный водонагреватель

Наиболее приоритетным направлением современной теплоэнергетики является активное внедрение альтернативных источников энергии.

Это позволяет снабжать как промышленные, так и бытовые помещения качественной тепловой энергией, необходимой для работы систем отопления и горячего водоснабжения. Популярность товаров данного сегмента обусловлена их прекрасными потребительскими характеристиками.

Экологичность, простота обслуживания и монтажа, высокая экономическая эффективность, автономность и мобильность – все это присуще современным климатическим установкам.

самодельный солнечный водонагреватель

Самодельный водонагреватель

Особенность альтернативных теплоэнергетических систем основана на максимальном вовлечении в технологический процесс производства тепловой энергии бесплатных, возобновляемых ресурсов природы. Вода, ветер, грунт, воздух могут служить прекрасными источниками тепла для создания комфортных условий в любой сфере деятельности современного человека.

Безусловно, промышленное производство альтернативных теплогенераторов, в настоящее время, осуществляется в широчайшем ассортименте, что связано с непрекращающимся спросом на продукцию такого рода.

Однако, в некоторых случаях наиболее оптимальным решением сможет стать самодельный солнечный водонагреватель.

Устройства получения тепла

Самым элементарным устройством получения тепловой энергии является летний душ. Его особенность заключается в медленном (в течение всего дня) нагреве воды от солнца и дальнейшем ее использовании.

Причем в качестве резервуара накопителя может использоваться любая емкость, окрашенная в темный цвет. Безусловно, данный метод нагрева воды заслуживает внимания, но в силу своих конструктивных особенностей имеет ряд недостатков:

  • Ограниченный объем, подогреваемой воды;
  • Большая зависимость от погодных факторов (облачность, ветер);
  • Длительность нагрева.

Именно, поэтому в качестве самодельных солнечных водонагревателей желательно применять устройства не накопительного, а коллекторного типа.

В основу работы такого устройства заложен принцип парникового эффекта, когда солнечные лучи, проходя сквозь стеклянные поверхности, практически не покидают замкнутое пространство, а полностью преобразуются в тепло.

самодельный солнечный водонагреватель

Бак — накопитель

Тогда как гидравлическая схема подобного солнечного водонагревателя основывается на термосифонном эффекте, который заключается в том, что разогретая жидкость способна подниматься вверх и вытеснять из накопительного резервуара холодную воду, направляя ее к месту нагрева.

Данная особенность позволяет абсолютно отказаться от использования циркуляционного насоса и аккумулировать тепловую энергию в резервуаре на длительное время.

Конструктивно самодельный солнечный водонагреватель коллекторного типа состоит из коллекторов, накопительной емкости, аванкамеры и трубопроводов, соединяющих данные элементы в единую теплогенерирующую установку.

Основным узлом солнечного водонагревателя является коллектор, ведь именно в нем происходит процесс преобразования солнечного излучения в тепловой вид энергии, которая передается теплоносителю (воде).

Изготовление коллектора

Попросту говоря коллектор, представляет собой самый обыкновенный трубчатый радиатор, установленный в специально оборудованный короб с остекленной поверхностью.

Трубчатый радиатор может изготавливаться из тонкостенных водопроводных трубок (например 16х1,5 мм), тогда как подводящие и отходящие магистрали должны оборудоваться патрубками с диаметром 3/4 или 1 дюйм.

Для изготовления коллектора, способного обеспечить горячее водоснабжение для семьи из 4 человек потребуется 15 тонкостенных трубок длиной около 1,5 мета каждая и 2 толстостенных трубы с длиной 1,5 -2,5 метра.

Изготовление стального трубчатого радиатора выполняется в такой последовательности. В толстостенных трубах с определенным шагом просверливается необходимое число отверстий (в данном случае по 15 на каждой трубе), с диаметром соответствующим трубкам с тонкими стенками.

самодельный солнечный водонагреватель

Раскладка мини — коллекторов

Далее между подводящим и отводящим патрубками набирается решетка из 15 трубчатых заготовок. Места соединения элементов тщательно провариваются сваркой, обеспечивая при этом герметичность всей установки.

Таким образом, в результате данных мероприятий должен получиться радиатор, в котором теплоноситель способен перемещаться от подающей трубы к отводящей через решетку из тонкостенных трубок. Для улучшения теплопоглощения трубы полученного радиатора следует окрашивать в темные цветовые тона.

Следующим этапом изготовления солнечного водонагревателя своими силами является производство короба. Обычно этот элемент делается из деревянных досок толщиной около 30-35 мм и шириной не менее 120 мм.

Размеры короба должны быть такими, чтобы трубчатый радиатор беспрепятственно мог бы расположиться в его полости. Днище защитного короба рекомендуется изготавливать из фанеры или оргалита, с поперечным усилением конструкции деревянными рейками 50х30 мм.

Для того чтобы снизить уровень тепловых потерь, короб солнечного коллектора должен оборудоваться высококачественной теплоизоляцией. С этой целью на его днище укладывается слой стекловаты или строительного пенопласта. В дальнейшем утеплитель покрывается слоем оцинкованного железа, на который впоследствии монтируется и сам радиатор. Крепеж металлического листа к днищу короба производится с использованием саморезов или шурупов.

Тогда как сам радиатор фиксируется на основание при помощи хомутов, из стальной полосы или проволоки. Для того чтобы эффект поглощения солнечного излучения был максимальным поверхность оцинкованного листа также рекомендуется покрыть черной матовой краской.

Далее верхняя часть короба должна покрываться прозрачным стеклом. Здесь желательно добиться максимальной герметизации конструкции, так как именно это условие позволит ограничить уровень конвекционных теплопотерь.

Само стекло может укладываться на силиконовый герметик или же фиксироваться при помощи деревянных или пластиковых уголков по всему периметру. Финальными мероприятиями изготовления солнечного коллектора является окрашивание полученной конструкции короба в светлый цвет для снижения потерь на теплоизлучение.

В качестве накопителя тепловой энергии в данном солнечном водонагревателе выступает резервуар с емкостью от 200 до 400 литров (в зависимости от потребностей в тепловой энергии). В качестве такого элемента можно использовать любую бочку или другой тип емкостей.

Так как основной функцией бака-аккумулятора является максимальное сохранение тепла, то рекомендуется произвести его теплоизоляцию. Для этих целей подходящий резервуар может быть помещен в предварительно заготовленный деревянный каркас, а полученное межстеночное пространство — заполнено любым видом утеплителя: пенопластом, стекловатой, опилками, соломой или торфом.

Аванкамеру можно изготовить из любого сосуда емкостью 20-40 литров. Задачей этого элемента является подпитка всей системы холодной водой и поддержание избыточного давления в конструкции коллектора.

самодельный солнечный водонагреватель

Самодельный солнечный водонагреватель с экраном

Необходимо отметить, что соединения коллекторов, аккумулирующего бака и аванкамеры должно выполняться с использованием металлических труб и соответствующей запорной арматуры.

Во избежание существенных теплопотерь в режиме работы солнечного водонагревателя, все элементы гидравлической схемы должны иметь качественную теплоизоляцию. Выполнить данные мероприятия возможно путем обматывания трубопроводов слоем поролона и полиэтиленовой пленки, с фиксацией утеплителя киперной лентой.

В режиме работы солнечного коллектора температура теплоносителя может достигать 75°С, поэтому целесообразно для снабжения объекта горячей водой использовать смесители. А для предотвращения отдачи тепловой энергии через солнечный коллектор в ночное время в системе должен предусматриваться обратный клапан или вентиль, препятствующий прохождению разогретого теплоносителя в обратном направлении.

Установку представленного солнечного водонагревателя выполняют таким образом, чтобы аванкамера располагалась выше уровня резервуара-накопителя на 80-100 см. Данные элементы рекомендуется устанавливать в чердачном помещении, поэтому необходимо принять соответствующие меры по усилению перекрытий строения.

Расположение солнечных коллекторов должно осуществляться с южной стороны кровли, причем угол наклона этих элементов должен располагаться в диапазоне от 30 до 45 градусов к горизонту. Фиксацию перечисленных элементов можно производить с использованием металлических хомутов или скоб.

Принцип работы представленного устройства заключается в следующем. Через аванкамеру, в которой расположен шар-кран, холодная вода из системы поступает к солнечному коллектору. Разогреваясь здесь до определенного значения, жидкость естественным образом поднимается вверх и таким образом заполняет бак-аккумулятор.

самодельный солнечный водонагреватель

Солнечный водонагреватель своими руками

Через систему трубопроводов разогретая жидкость может поступать к потребителям. В случае, когда потребления горячей воды не происходит, вода начинает циркулировать по замкнутому контуру: солнечный коллектор-бак-аккумулятор, при этом происходит ее постоянный подогрев.

Подпитка данной гелиоустановки холодной водой осуществляется постоянно, а для ограничения заполняемости емкости в конструкции аванкамеры применяется поплавковый кран. То есть, как только часть жидкости из системы будет удалена (включение воды потребителем) поплавковый элемент позволит добавить недостающий объем воды из водопроводной сети.

Преимущества водонагревателя

Преимуществами такого солнечного водонагревателя являются следующие факторы:

  • Низкая стоимость оборудования;
  • Возможность ГВС объекта в не зависимости от наличия традиционных источников тепловой энергии;
  • Простота монтажа и обслуживания установки, обусловлена отсутствием вращающихся и трущихся элементов;
  • Автономность системы;
  • Способность извлечения тепловой энергии даже в холодную и пасмурную погоду;
  • Возможность увеличения тепловой мощности за счет подключения дополнительных коллекторов.

Для реализации такой самоделки достаточно обладать мимнимальными техническими знаниями и уметь пользоваться элементарными строительными инструментами.

как сделать правильно дренаж

VA:F [1.9.22_1171]
Сообщение об ошибке
Я нашел ошибку Добавить статью в закладки