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

Процесс изготовления солнечного коллектора

Нам понадобиться:

— Моток медной трубки длинной 15 метров и диаметром 6 мм.

— Пластиковые кабельные хомуты (нейлоновые стяжки).

— Фанера для задней стенки.

— Деревянные бруски и рейки для боковых стенок и крепления стекла.

— Плексиглас или органическое стекло.

— Черная краска аэрозоль.

— Крепеж (гвозди, шурупы, саморезы).

— Переходной фитинг для медной трубки.

Возможно ещё что-то упустил.

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

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

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

Собираем короб под панель со змеевиком.

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

Сверлим отверстия в боковых брусках для вывода трубки.

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

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

Прикручиваем переходники под садовый шланг.

Прикручиваю ручку для переноски и транспортировки.

Аэрозольной краской красим внутреннюю поверхность.

Закрываем стеклом.

Подсоединяем шланг с водой и даем небольшой напор.

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

Итог работы

Солнечный водонагреватель хорошо нагревает воду без лишней сложности, поэтому я советую его повторить.

Такие панели можно компоновать в группы, тогда эффективность такой системы будет в разы больше.

В больших садовых бассейнах имеется автономная система фильтрации воды, которая работает постоянно. Включив водонагреватель в эту систему вы нечего не потеряете, а вода в бассейне всегда будет теплой. Да и вообще весь бассейн может находиться в тени, а солнечный коллектор на солнце.

Видео постройки солнечного водонагревателя своими руками

Нагрев несколькими панелями, с использованием не медной трубки, а садового резинового шланга. Эффективность конечно ниже, из-за плохой проводимости тепла садовым шлангом.

Как это работает

Воду можно нагреть, пропуская ее через трубы, вмонтированные в черные металлические панели со стеклом, которое освещается прямым солнечным светом. Эти запаянные панельно-стеклянные сборки известны как плоско-пластинчатые коллекторы или плоскопанельные коллекторы. Самым лучшим местом для монтажа таких коллекторов являются плоские крыши или крыши с крутыми скатами, обращенными на юг и хорошо защищенными от ветра, который мог бы сбросить коллекторы^: такой крыши. Кроме того, они могут быть размещены на плоских поверхностях, перпендикулярных линии, направленной в небо к полуденному солнцу в середине зимы. Это может быть сделано во дворе или в поле, на плоской крыше или на крыше со средним наклоном. Благодаря сочетанию эффекта парника, вследствие которого длинноволновое ИК-излучение аккумулируется внизу под стеклом, и того факта, что черные панели поглощают (и преобразуют в теплоту) всю лучистую энергию, попадающую на них, панели сильно нагреваются, и их температура может подниматься выше точки кипения воды в солнечные дни даже в середине зимы.

Если нагретая вода должна использоваться для мытья или принятия ванны, лучше использовать схему вторичного нагрева, чем не-82 посредственное пропускание воды через плоско-пластинчатые коллекторы.

Специальные жидкости-теплоносители обеспечивают накопление тепловой энергии в резервуаре для горячей воды, похожем на бак обычного водонагревателя. Жидкость-теплоноситель не замерзает в панелях в холодную погоду или в ночные заморозки. Точка ее замерзания существенно понижена добавлением этанола (этилового спирта) к обычной воде или использованием антифриза, подобного смесям, применяемым в автомобилях и грузовиках. Бак для накопления воды большой (по крайней мере несколько сотен литров, или 100 галлонов), таким образом, его содержимое представляет собой существенную теплоаккумулирующую массу. Бак хорошо теплоизолирован, поэтому он не отдает свою тепловую энергию, пока не потребуется горячая вода. С точки зрения теории она классифицируется как активная система и считается законченной, потому что в ней имеется электрический насос для жидкости-теплоносителя.

Если энергия, забираемая от плоско-пластинчатых коллекторов, предназначена для обогрева дома, не нужно никакого водяного или накопительного бака. Жидкость-теплоноситель может проходить непосредственно через коллекторы и прокачиваться через трубы, встроенные в бетонные тепловые массы в полу или в стенах здания. В этом случае плоско-пластинчатые коллекторы играют ту же роль, что и бойлеры на газе, пропане или солярке, а жидкость теплоноситель играет роль воды. Насос, обеспечивающий циркуляцию, выключается ночью или в пасмурные дни, но теплоаккумулирующая масса продолжает излучать тепло в жилое пространство.

Заключение

Благодаря солнечной энергии в теплое время года ваш частный дом или дача может быть обеспечена горячей водой, за которую не придется платить. Затраты, что придется понести при изготовлении водонагревательной установки, минимальны: надо купить трубы, краны и прочие недостающие материалы. Вложения средств в самодельную систему несравнимы с ценой заводских солнечных коллекторов.

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.

Особенности установки

Для монтажа установки необходимо тщательно подбирать место. Оно не может быть затенённым, так как гелиоколлектор должен получать максимальное количество солнечных лучей на протяжении всего светового дня. Монтажные рейки, которые держат основу, делаются из деревянных планок или металла. Их расположение и длина должны рассчитываться таким образом, чтобы наклон плиты к солнцу мог регулироваться от 45 до 60 градусов.

Для уменьшения теплопотери накопительная ёмкость следует размещать максимально близко к установке. Циркуляция теплоносителя может быть естественной или принудительной. Это зависит от определённых условий. Для последнего случая используется дополнительно циркуляционный насос и термодатчик, который будет контролировать температуру воды и включать двигатель, когда градус достигнет запрограммированного уровня.

Результативность и КПД

Солнечный коллектор не может быть успешным на 100 % потому как имеет потери при преобразовании энергии тепла а еще оптические потери.

Потери тепла – это часть энергии солнца, которая была преобразована в солнечном коллекторе в энергию тепла, однако не была применена на нагрев носителя тепла а рассеялась в окружающем воздухе.

Этот вид потерь зависит от разницы температуры в коллекторе и окружающем воздухе и коэффициентов потерь тепла k? (линейный показатель потерь тепла Вт/(м?·К)) и k? (показатель потерь тепла с учетом нелинейности Вт/(м?·К?)).

Потери состоят из трех режимов теплопередачи:

1. потери на проводимость тепла;
2. конвекционные потери;
3. потери на излучение;

Оптические потери – это часть энергии солнца, которая при попадании на солнечный коллектор не была преобразована в энергию тепла. Оптическая результативность солнечного коллектора выражается оптическим показателем полезного действия ?? (безразмерная величина).

Оптический КПД зависит от поглощательной способности абсорбера, светопроницаемости изоляции (стекла), и эффективности поглощающей панели (результативность теплопередачи от абсорбера к тепловому носителю), выражаются в коэффициентах a, t, Fr исходя из этого.

Аналогичным образом ?? = (a·t·Fr). Эти коэффициенты являются справочными и определяются с помощью стандартизированных испытаний на специализированных стендах, и относится к единице площади солнечного коллектора. Значение ?? называют еще КПД коллектора при нулевых тепловых потерях.

Настоящий КПД солнечного коллектора

Общую результативность солнечного коллектора формируют значением КПД коллектора:

• ?- КПД коллектора;
• ??- оптический КПД;
• k? -коэффициент потерь тепла Вт/(м?·К);
• k? -коэффициент потерь тепла Вт/(м?·К?);
• ?Т- температурная разница между коллектором и воздухом К;
• Е – общаяя интенсивность излучения солнца.

Максимальное значение КПД достигается при условиях, что разница температуры ?Т равна нулю. В данном случае коллектор не имеет потерь тепла.Но подобные оптимальные условия на практике не встречаются. Значение ?? считается паспортным значением любого солнечного коллектора и в первую очередь обязан быть указан в документации к солнечному коллектору.

Принципы формирования конструирования солнечных коллекторов направлены на увеличение поглощающей способности и уменьшение потерь тепла. Самый большой оптический КПД имеет открытый коллектор (без прозрачной изоляции) однако имеет и самые большие потери тепла.

Со своей стороны наименьшие потери тепла имеет вакуумный солнечный коллектор, но обладает маленьким оптическим КПД из-за использования 2-ух слоев прозрачной изоляции, формы в виде цилиндра абсорбера и промежуточные передачи тепла.

Правильность использования в РФ

В условиях климата средней полосы России солнечные водогрейные установки могут хорошо применяться разными потребителями в быту на протяжении 6-7 месяцев в году (март/апрель — сентябрь).

Для нагревания 100 л воды солнечная установка обязана иметь 2-3 м2 солнечных коллекторов. Данная водонагревательная установка летом обеспечит повседневный нагрев воды до температуры не меньше 45°С с вероятностью не меньше 70-80%.

Как с энергетической, так и с экономичной точек зрения для создания бытовых солнечных водогреев разумно применить очень простые солнечные коллекторы с одним прозрачным ограждением.

Использование селективных покрытий навряд ли разумно благодаря экономии.

Печь ракета своими руками (39 фото)

Делаем нагреватель воды при помощи нагревательной ёмкости

Это упрощенный вариант. Привычную ёмкость в виде бочки, старого бачка, ставят на крыше летнего душа или дома, сарая и подсоединяют через шланг к традиционному крану.

Если ёмкость окрасит в чёрный цвет, нагрев произойдет быстрее.

К концу дня вода нагревается приблизительно до 45С. Эти сведенья справедливы для полиэтиленового бачка в 200-300 литров. Лучше всего, чтобы он был плоским – это увеличивает результативность нагрева.

Весь минус в том, что всю воду приходится задействовать в вечернее время, т.к. по утру она станет холодной.

Чтобы «устранить» такой недостаток, нужно будет теплоизолировать саму ёмкость или сливать воду которая нагрелась в снова-таки теплоизолированный резервуар. Можно воду просто подать в водонагреватель электрический накопительный и, когда она остынет, разогреть. Хоть сколько-то электричества, но экономится.

Очередной вариант – держать водонагреватель электрический накопительный регулярно подключённым к установленному на крыше резервуару. Тогда вода будет регулярно циркулировать; её можно будет применять в режиме «online».

Серьёзный недостаток системы в том, что она не работает при температуре меньше +20С. Благодаря этому есть и иные способы водонагрева в межсезонье.

ПЛЭН теплоснабжение сделает уют и обогреет вашу дачу в холодную погоду.

Не желаете вести монтаж системы отопления, т.к. на дачном участке бываете нечасто? Приобретите мобильной ИК обогреватель. О том какие разновидности есть, и какой прибор больше подойдёт вам, прочтёте в нашей публикации.

Культиватор из бензопилы своими руками

Солнечный нагреватель воды коллектор

Данное устройство является наиболее эффективным. Тут дело все – в материале, из которого делается коллектор. Практически всегда это:

Но сборка с использованием металла трудоёмка (пайка, сварка, уплотнения и т.п.), благодаря этому применяют прочие материалы. Имеется вариант использования труб ПП, — они стоят намного дешевле. Но их соединение также может вызвать трудности, которые связаны с уплотнением стыков.

Другой минус – внушительная дефармация при нагревании, у труб сделанных из металлопластика это не так ощутимо, но полипропилен имеет большой коэффициент температурного расширения. Такой недостаток может вызвать протечки в системе.

Есть экстравагантное и обычное решение, заключающееся в применении садового шланга, как солнечного коллектора. Общий процесс сборки исчерпывается скручиванием его в спираль и помещением в подходящий ящик.

Замечательная гибкость, отсутствие соединений обещают отсутствие протечек, а длина шланга позволяет подключать его конкретно к приборам сантехники без промежуточных соединений.

Продуктивность подобной системы зависит от длины шланга. При его диаметре в 2,5 см и температуре воздуха не меньше +25С, 1 метр шланга нагревает 3,5 литра воды до +45С.

Получается, что в солнечный день к вечеру 10 метров «выдадут» вам 280 литров горячей воды. Система не прекращает работу при уменьшении температуры до +8С.

Как происходит процесс водонагрева

Лучи солнца проникают на спираль через стекло и греют спираль. Вода которая нагрелась становится источником длинноволнового излучения, которое отражается от стекла. Т.е., лучи солнца оказываются в своеобразной тепловой «ловушке».

1. Для создания этого обогревательного устройства потребуется ящик, куда будет вмещаться спираль из шланга чёрного цвета, применение иных оттенков приводит к потере 5% тепла. Он может быть резиновым или из поливинилхлорида. Диаметр – не меньше 1,9 см, толщина стенок не больше 2,5 мм.
2. Шланг присоединятся к электрическому водонагревателю, который обязан быть выше спирали. Днище ящика следует утеплить вспененным полимером, окрашенным в чёрный цвет.
3. Сам ящик сверху закрывается оконным стеклом (органическое не подходит в виду того, что плохо держит излучение солнца).
4. Между стеклом и ящиком следует установить прокладку из резины.

Получить горячую воду, а еще отопить помещение вам сможет помочь печь с гидроконтуром. Как нельзя лучше подойдет для дач и маленьких домиков за городской чертой.

Мангал из газового баллона: чертежи, фото

Вакуумные гелиосистемы

Установить солнечный водонагреватель собственными руками действительно возможно, но в первую очередь необходимо разобраться с принципом его работы.

Вакуумный коллектор действует по принципу термоса. Состоит он из 2-ух трубок, между которыми находится вакуум. Вовнутрь помещена медная герметическая трубка, в которой двигается жидкость, а с наружной стороны размещается трубка из стекла большего размера.

Вакуум и медь благодаря хорошей теплопроводимости разрешают воде закипать уже при 30 градусах. Установив солнечные нагреватели воды собственными руками, можно хорошо обогревать дом даже в регионах с суровыми зимами. Когда вода закипает, появившийся пар подымается вверх и возвращает тепло медному теплоприемнику, который передает его тепловому носителю. Потом остывшая вода попадает вниз, и процесс начинается по новому.

Применение вакуумных коллекторов комфортно так же и тем, что они без проблем ремонтируются. Если один из коллекторов испортился, то вышедший из строя компонент легко можно заменить на новую деталь, не разбирая всю систему. Устройство солнечного водогрея вакуумного типа такое, что тепловой носитель идет одним потоком, благодаря этому для замены испорченного элемента очень часто требуется остановить работу всей системы. В то же время, КПД гелиосистемы может достигать 76%.

Сильно распространено мнение, что от солнечных водогреев в зимний период и в плохую погоду не происходит никакой пользы. В действительности, горячая вода от солнечных лучей – это вполне возможно. Вакуумные коллекторы созданы аналогичным образом, что они очень продуктивны даже при низкой температуре (до -35 градусов). Более того, тучи не считаются препятствием чтобы нагреть воду, так как эти гелиосистемы улавливают даже ультрафиолет. Но иногда коллекторы необходимо чистить от инея и снега. Плоские гелиосистемы от снеговых осадков самоочищаются, их цена меньше, но одновременно, они не очень практичны.

Солнечные коллекторы – это прекрасный способ обогревания дома, который дает возможность хорошо сэкономить на классической системе обогрева. Также глобальное применение гелиосистем даст возможность сделать лучше обстановку в экологическом плане. Собственно поэтому сейчас Все большее количество людей подбирает подобный вариант получения энергии тепла.

Багги из Оки своими руками

Экологичность

Позитивные нюансы

Из всех доступных возобновляемых источников энергии собственно энергия солнца и фотоэлектрические панели наносят очень маленький ущерб внешней среде. Электричество, произведенное с помощью фотоэлектрических панелей, не оказывает негативного влияния на массы воздуха. И совсем не загрязняет ни поверхностные, ни грунтовые воды, не истощает натуральные ресурсы и не несет опасности, как для животного мира, так и человеческого здоровья.

Единственный по настоящему небезопасный эффект этого типа энергии связан с получением некоторого количества ядовитых веществ и химикатов, к примеру, кадмия и мышьяка, которые применяются во время изготовления фотоэлектрических панелей. Но, по большому счёту, и эти отрицательные эффекты минимальны по собственному объёму, если есть обдуманная политика в плане их повторного применения и надлежащей утилизации.

Если взглянуть широким полем зрения на проблематику, то опасности для внешней среды от фотоэлектрических панелей минимальны. Приблизительные выбросы в атмосферу в ходе производства составляют 0,02 грамма теллуридла кадмия на ГИГАВАТТчас электроэнергии, произведенной за весь служебный срок солнечного модуля, и это очень пониженный показатель.

Крупномасштабное применение фотоэлектрических панелей не несет никакого риска для человеческого здоровья и живых существ. А повторная переработка модулей, что уже прослужили собственный служебный срок, практически полностью нивелирует опасение «зеленых» по поводу вредности данного вида производства электроэнергии.

Во время собственной работы солнечные модули не делают загрязнения Природы, и кроме того, поэтапно замещая классические виды топлива (газ, нефть, уголь) они приносят значительные выгоды внешней среде.

Теллурид кадмия в фотоэлектрических панелях в действительности в действительности оказывается намного более дружественен Природе, чем все другие сейчас применяемые виды кадмийных батарей, включая знаменитые никель-кадмиевые.

Отрицательное воздействие

Само производство фотоэлектрических панелей в себя включает применение некоторых ядовитых газов, взрывоопасных летучих веществ, коррозийных жидкостей и подозрительных канцерогенных – вызывающих рак – реагентов.

Магнитуда допустимых отрицательных эффектов на человеческое здоровье и Природу в случае производства фотоэлектрических панелей варьируется в зависимости от применяемых токсических материалов, их насыщенности, интенсивности применения, а еще длительности их влияния на человека в условиях производства.

Утилизация больших объемов отслуживших собственное солнечных модулей на определенной территории приводит к увеличению риска для человеческого здоровья в этой местности. А еще это губительно для здешней флоры и фауны.

Утечка химических реагентов из утилизируемых модулей даёт вероятность заражению здешней почвы и поверхностных вод.

Накопление фотоэлектрических панелей на примере местечка Барстоу, Калифорния, под кодовым обозначением «Солнечная №2», занимает 52,6 гектаров (практически 130 акров) земель и создает около 10 милионов ватт электричества на максимальном выходе при пиковых значениях. Продуктивность может достигать лишь 16%.

Для этих вот установок типа «Солнечная -2», чтобы сделать такое же кол-во энергии, как и обычной 1000 милионов ватт электрические станции на самом обыкновенном топливе, за год понадобится покрывать солнечными модулями 33 000 (!) гектаров земли. Или говоря иначе, 127 квадратных миль площади! А это уже серьезный урон внешней среде.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Все про тепловой насос типа воздух-возду... Печь для гаража своими руками — лучшие 4... Шибер для дымохода своими руками — игзот... Автономное отопление в квартире — вариан...