Солнечный водонагреватель своими руками

Бак для нагрева воды своими руками

Схема солнечных модулей.

Наиболее распространенный солнечный нагреватель — это летний душ. Сконструировать такую систему горячего водоснабжения можно своими руками. Это совершенно несложно. Основой ее является бак для воды, который нагревается солнечным излучением. Несмотря на свою примитивность, такое сооружение вполне способно удовлетворить потребность в горячей воде в теплое время года.

Самым большим недостатком такого способа нагрева является то, что, несмотря на достаточно высокую температуру воды в баке днем (порой до 45ºС), за ночь она опускается. Для того чтобы сократить потери тепла в ночное время, необходимо либо утеплять бак на ночь, либо сливать остатки горячей воды в утепленный резервуар. Таким резервуаром могут служить газовые или электрические бойлеры, широко используемые в домашних хозяйствах. Выбор бойлера в качестве накопителя является оправданным еще и потому, что в пасмурный день вода в баке не прогреется выше 30ºС, и ее в любом случае приходится подогревать.

Выбирая данный вид солнечного нагревателя, необходимо учитывать несколько его недостатков:

• необходимость ежедневно наполнять и сливать бак;
• в пасмурный день вода в баке не нагревается выше 30ºС.

Монтаж водонагревательного бака

Схема водонагревательной гелиосистемы.

Для сооружения солнечного водонагревательного бака своими руками нам понадобится:

• нагревательный резервуар;
• бойлер;
• водопровод с тремя кранами;
• датчик уровня воды.

В качестве нагревательного резервуара можно использовать любую емкость для воды: стальную бочку, куб или даже трубы большого диаметра. Однако наиболее удобным для монтажа и использования является специальный полиэтиленовый бак для летнего душа объемом до 300 л. Он имеет плоскую форму, легкий вес, окрашен в черный цвет, не ржавеет. Все это обеспечивает рациональное теплопоглощение и несложный монтаж своими руками. Для водопровода следует выбирать металлопластиковые или полипропиленовые трубы для холодной воды. Датчик уровня воды крепится на крышке бака и используется для контроля уровня его наполнения. Схема монтажа и работы данной системы изображена на рисунке.

Для наполнения нагревательного бака водой необходимо закрыть кран 3. Кран 1 и 2 остаются в открытом положении. После заполнения емкости напорный водопровод перекрывается краном 1. В конце дня подогретая вода сливается в бойлер путем открытия крана 3. Если использовать нагреватель нет необходимости, следует перекрыть кран 3 и использовать бойлер в обычном режиме.

1 Сфера использования

Солнечный гелиоколлектор используется для нагрева воды в бассейнах, отопления помещений или горячего водоснабжения. Суть работы заключается в использовании энергии солнца для нагрева теплоносителя. Хотя солнце имеет разную интенсивность зимой и летом, обогрев воды таким способом возможен круглый год. Это и является предпосылками для использования такого способа.

К примеру, на один квадратный метр зимой нужно от 1 до 3 кВт/час вырабатываемого электричества, а летом этот показатель возрастает до 6−8 кВт/час. В северных регионах все показатели можно увеличивать на 30% и более. Даже в северных регионах гелионагреватели активно применяются и помогают решить проблему с подачей горячей воды, отопления и тому подобного. В южных регионах и средней полосе такие устройства полностью обеспечат дом горячей водой и теплом, конечно, имеется в виду большие агрегаты на несколько квадратных метров. Они могут полностью заменить бойлер.

К достоинствам системы можно отнести:

• большая надёжность;
• простая и понятная конструкция;
• довольно большой срок службы;
• простота монтажа;
• маленький вес;
• автономность работы;
• эффективность в эксплуатации;
• не нужно получать разрешения на установку от контролирующих органов;
• экономия на газе и электричестве.

Недостатками такой системы являются:

• высокая цена при покупке заводского оборудования;
• коэффициент полезного действия напрямую зависит от месторасположения и времени года;
• зависимость эффективности от солнечного света и облачности;
• несмотря на довольно высокую мощность панели подвержены градобитию;
• необходимость в установке теплоаккумулирующей ёмкости.

Подогрев воды на даче: как самому сделать солнечный водонагреватель

В данной конструкции система с горячей водой для душа будет состоять из накопительной емкости, сделанной из пластиковой бочки (120 л), и солнечного термоколлектора, выполненного из старой плоской металлической батареи, покрашенной битумом.

Перед тем как сделать такой солнечный водонагреватель, продумайте месторасположение бочки – для безопасности её лучше разместить сбоку от душевой кабины. Термоколлектор нужно поместить в короб, сколоченный из фанеры, покрасив его изнутри в черный цвет. Сверху короб нужно закрыть стеклом толщиной 4 мм или листом сотового поликарбоната. Коллектор необходимо ориентировать на юг или юго-запад под углом, перпендикулярным солнечным лучам в летний период. Можно смонтировать коллектор поворотным, чтобы поворачивать в зависимости от перемещения солнца по месяцам.

Нагреваясь в коллекторе, вода должна поступать в бочку. Для этого в бочке в боковине нужно сделать отверстие выше на 10 см от дна для соединения с термоколлектором. Второе отверстие необходимо выполнить в самом дне бочки для отвода воды. Оба эти отверстия не следует сильно разводить по высоте, чтобы при расходе воды не нарушалась ее циркуляция.

Чтобы вода в таком накопительном водонагревателе для дачи дольше не остывала, рекомендуется сделать термозащиту — поставить бочку на лист пенопласта, а сверху и по бокам обернуть ее вокруг поролоном, также сверху нужно натянуть чехол из стабилена для защиты устройства от влаги и ветра. В результате получится подобие термоса, в котором вода всегда будет оставаться горячей.

Чтобы можно было мыться теплой водой, ее необходимо забирать с поверхности бочки. Для этого при установке водонагревателя своими руками нужно к верхнему штуцеру емкости, в который поступает нагретая вода из коллектора, подключить внутри отрезок гибкого шланга или гофры подходящего диаметра. Этот отрезок должен свободно подниматься и опускаться, поэтому следует его внутри бочки прикрепить к поплавку из пенопласта. Далее на конце этого внутреннего шланга необходимо зафиксировать кусочек трубы диаметром 5-10 см, примотав его проволокой к поплавку. Тогда шланг всегда окажется слегка притопленным и не будет захватывать воздух.

Далее для отвода воды в душ нужно врезаться в трубу с горячей водой, которая идет от коллектора возле самой бочки. При этом будет забираться теплая вода с поверхности бочки, поэтому не придется долго ждать, пока прогреется вся бочка, а мыться при необходимости нормальной теплой водой. Даже вечером, после захода солнца, вода в верхнем слое бочки будет оставаться теплой благодаря термоизоляции, а внизу в этот момент она уже будет достаточно прохладной.

Для подстраховки на случай, когда нет солнца, а также для осеннего периода, можно параллельно к солнечному коллектору присоединить еще один нагреватель на дровах. Его следует сделать из двух старых плоских металлических батарей, поставленных домиком друг к другу, по типу палатки. Эти батареи нужно соединить параллельно трубой (3/4 дюйма) вверху и внизу. Отводы нужно сделать сгонами через тройники и подключить к бочке с помощью толстого армированного резинового шланга.

На шланг затем следует надеть термоизоляцию из пеноплекса. При необходимости можно будет развести небольшой огонь под самодельной металлической палаткой (буквально из 2-3 поленьев), вода в батареях очень быстро прогреется и начнет поступать в бочку. Из практики известно, что небольшого костерка достаточно для того, чтобы вода в батареях начала закипать. Бочка в этом случае также быстро прогревается, и уже через 5-10 минут после разведения костра можно мыться под душем.

Принцип работы и конструкционные особенности

Современные гелиосистемы – один из видов альтернативных источников получения тепла. Они применяются в качестве вспомогательного отопительного оборудования, перерабатывающего солнечное излучение в полезную владельцам дома энергию.

Они способны полностью обеспечить горячее водоснабжение и отопление в холодное время года только в южных регионах. И то, если занимают достаточно большую площадь и установлены на открытых, не затененных деревьями площадках.

Несмотря на большое количество разновидностей, принцип работы у них одинаковый. Любая гелиосистема представляет собой контур с последовательным расположением приборов, и поставляющих тепловую энергию, и передающих ее потребителю.

Основными рабочими элементами являются солнечные батареи на фотоэлементах или солнечные коллекторы.  Технология сборки солнечного генератора на фотопластинах несколько сложнее, чем трубчатого коллектора.

В этой статье мы рассмотрим второй вариант – коллекторную гелиосистему.

Солнечные коллекторы пока служат вспомогательными поставщиками энергии. Полностью переключать отопление дома на гелиосистему опасно из-за невозможности прогнозировать четкое количество солнечных дней

Коллекторы представляют собой систему трубок, соединенных последовательно с выходной и входной магистралью или выложенных в виде змеевика. По трубкам циркулирует техническая вода, воздушный поток или смесь воды с какой-либо незамерзающей жидкостью.

Циркуляцию стимулируют физические явления: испарение, изменение давления и плотности от перехода из одного агрегатного состояния в другое и др.

Принцип действия солнечных коллекторов основан на получении и накапливании солнечной энергии, сообщаемой теплоносителю (+)

Сбор и аккумуляция солнечной энергии производится абсорберами. Это либо сплошная металлическая пластина с зачерненной наружной поверхностью, либо система отдельных пластин, присоединенных к трубкам.

Для изготовления верхней части корпуса, крышки, используются материалы с высокой способностью к пропусканию светового потока. Это может быть оргстекло, подобные полимерные материалы, закаленные виды традиционного стекла.

Для того чтобы исключить потери энергии с тыльной стороны прибора в короб укладывается теплоизоляция

Надо сказать, что полимерные материалы довольно плохо переносят влияние ультрафиолетовых лучей. Все виды пластика имеют достаточно высокий коэффициент теплового расширения, что часто приводит к разгерметизации корпуса. Поэтому использование подобных материалов для изготовления корпуса коллектора стоит ограничить.

Вода в качестве теплоносителя может применяться только в системах, предназначенных для поставки дополнительного тепла в осенне/весенний период. Если планируется круглогодичное использование гелиосистемы перед первым похолоданием техническую воду меняют на смесь ее с антифризом.

В воздушных гелиосистемах в качестве теплоносителя используется воздух. Каналы для его движения можно сделать из обычного профлиста (+)

Если солнечный коллектор устанавливается для обогрева небольшого строения, не имеющего связи с автономным отоплением коттеджа или с централизованными сетями, сооружается простейшая одноконтурная система с нагревательным прибором в начале ее.

В цепочку не включают циркуляционные насосы и нагревательные устройства. Схема предельно проста, но работать она может лишь солнечным летом.

При включении коллектора в двухконтурное техническое сооружение все гораздо сложнее, но и диапазон пригодных для применения дней существенно увеличен. Коллектор обрабатывает только один контур. Преобладающая нагрузка возлагается на основной отопительный агрегат, работающий на электроэнергии или любом виде топлива.

Для изготовления солнечного коллектора можно воспользоваться готовой схемой, можно построить собственную пилотную модель и опробовать ее на практике (+)

Несмотря на прямую зависимость производительности солнечных приборов от количества солнечных дней, они востребованы, и спрос на солнечные устройства стабильно повышается. Популярны они среди народных умельцев, стремящихся направить все виды природной энергии в полезное русло.

Водонагреватель своими руками: выбираем тип устройства

Несмотря на то что в домашних условиях накопительное устройство изготовить намного проще, следует, прежде всего, рассмотреть вариант сборки . Такая бытовая техника позволит мгновенно нагреть воду, а электричество будет расходоваться только в момент включения прибора. В отличии от бойлеров, для установки проточного прибора не требуется много места, также не нужно делать теплоизоляцию устройства.

Для нагрева воды в обоих вариантах используется ТЭН, но для изготовления проточного устройства нужно будет приобрести более мощный элемент.

Мощный водяной ТЭН

Из дополнительных деталей не обойтись без использования УЗО. Это устройство автоматически отключит контакты, если произойдёт утечка электрического тока. Также следует запастись медными проводами большого сечения и инструментами для работы.

Принципе действия водонагревателя

Чтобы взяться за дело с пониманием вопроса, следует вначале разобраться, в чем заключается принцип работы солнечного водонагревателя. В качестве примера лучше всего взять заводской аппарат, который в состоянии подогревать воду даже в зимнее время, хотя в гораздо меньших объемах, нежели летом.

Устройство представляет собой батарею, собранную из множества отдельных элементов в виде стеклянных трубок.Внутри каждой трубки, изготавливаемой из кварцевого стекла, располагается еще одна, окрашенная в черный цвет и наполненная веществом, что испаряется при низких температурах.

С целью не допустить потерь тепла изнутри, а также избежать воздействия окружающей среды снаружи, из пространства между трубками удален воздух. Концы всех элементов входят в горизонтальный коллектор, где протекает нагреваемая вода. Подобные вакуумные трубки для водонагревателя весьма эффективно поглощают солнечное тепло и передают его воде за счет испарения / конденсации вещества (рабочего тела).

Система функционирует следующим образом:

• под воздействием солнечных лучей рабочее тело превращается в пар и поднимается в верхнюю часть стеклянной колбы;
• контактируя сквозь стенки с потоком воды, вещество отдает ему тепловую энергию и возвращается в жидкое агрегатное состояние;
• подчиняясь силе тяжести, рабочее тело стекает в нижнюю часть, где цикл начинается заново;
• обычно солнечные водонагреватели, находящиеся на крыше, присоединяются к дополнительному змеевику бойлера косвенного нагрева. Таким способом осуществляется передача теплоты домашней отопительной сети.

Как нетрудно догадаться, соорудить подобную конструкцию в домашних условиях невозможно. Приведем более удачный пример: безнапорный водонагреватель, где происходит передача тепла напрямую, без посредника. В прямоугольный корпус с хорошо утепленной задней стенкой помещен змеевик из меди, подключенный к накопительному баку. В контуре естественным образом циркулирует вода, нагреваясь от солнца напрямую, вследствие чего температура в накопительной емкости постепенно возрастает.

Трубка змеевика запрессована в металлическую пластину – теплоприемник темного цвета, от воздействия осадков она защищена прочным стеклом. Данный солнечный накопительный водонагреватель не так дорог, как вакуумный, но и менее эффективен. Он хорошо действует только в солнечную безоблачную погоду. Зато его конструкция проще и может быть реализована в домашних условиях.

Монтирование емкости для воды

Схема естественной циркуляции воды.

Самым простым видом конвекции жидкости является естественная циркуляция, которая осуществляется без дополнительных агрегатов. Для этого емкость для воды необходимо установить выше коллектора, что позволит жидкости циркулировать по такой схеме: при ее нагреве в коллекторе жидкость будет увеличиваться в объеме и подниматься вверх. Через выводное отверстие, расположенное сверху, нагретая вода будет поступать в верхнюю часть емкости.

В то же время холодная вода будет находиться на дне резервуара, поэтому она через выводное отверстие будет поступать в нижнюю часть бойлера. Таким способом будет происходить естественная циркуляция воды в бойлере. С помощью установленного крана, через который будет происходить слив горячей воды, она сможет поступать в летний душ. Пока греет солнце, вода будет постоянно циркулировать в такой установке, нагреваясь все сильнее и сильнее.

На ИЗОБРАЖЕНИИ 5 показан солнечный бойлер, сделанный своими руками, где:

1. Теплая вода.
2. Кран для спуска теплой жидкости.
3. Спуск теплой воды.
4. Водозапорное устройство.
5. Вентиль для холодной жидкости.
6. Холодная жидкость.
7. Поступление холодной жидкости.
8. Сливной кран.

Изображение 5. Устройство бойлера: 1. Теплая вода. 2. Кран для спуска теплой жидкости. 3. Спуск теплой воды. 4. Водозапорное устройство. 5. Вентиль для холодной жидкости. 6. Холодная жидкость. 7. Поступление холодной жидкости. 8. Сливной кран.

Благодаря тому что емкость для воды расположена выше нагревательного элемента, водонагреватель, сделанный своими руками, сможет обеспечить вас теплой водой даже в темное время суток, так как холодная жидкость будет скапливаться в нижней части бойлера, а сверху будет находиться более теплая жидкость.

Для душевых кабинок летнего типа обычно используют резервуар для жидкости емкостью 150-450 л. В таком случае удобными являются стальные бочки. Если в наличии нет одной большой емкости, можно соединить между собой несколько бочек поменьше.

Рекомендуется также произвести теплоизоляцию самой бочки для воды. В этом случае в ночное время вода будет дольше сохранять свою температуру. Для бочки можно изготовить отдельный резервуар из деревянных досок или другого материала, а все пустоты между емкостью и стенками ящика заполнить торфом, опилками, стекловатой или пенополистиролом. С помощью такого устройства в теплый летний день можно нагреть воду выше 60 °C.

Чтобы сохранить солнечный водонагреватель в целости и сохранности, нужно прятать его на зиму в дом. Для этого следует придумать такую систему крепления, чтобы теплообменник и ящик могли легко демонтироваться.

Бойлер, сделанный своими руками, очень важно правильно установить. Для этого на вашем дачном участке стоит найти самое солнечное место

Коллектор монтируют под углом около 30° нагревательным устройством на юг. Лучше всего установить солнечный водонагреватель на крыше своего дома. Но при этом следует подсчитать все нагрузки на стены и кровлю дома, чтобы не случился обвал.

Ценовая политика и материалы для изготовления

Солнечный водонагреватель, цена которого велика, пользоваться спросом не будет, поэтому модели продвигаемых изделий либо изготовляют из дешевых материалов, либо их мощность делают максимальной, чтобы товар мог себя в скором времени окупить. В южном Китае экономят на теплопроводниках. Их делают пластинчатыми, но при этом результат не страдает — мощности изделий хватает, поскольку Солнце здесь гораздо активнее, чем в северных регионах. В холодных странах используют более дорогие теплоизолированные системы на основе солнечных батарей. Они более энергоэффективны, и их стоимость соответствующая.

Рынок солнечных коллекторов также предлагает потребителям разные модификации готовых систем. К примеру, простая модель для дома стоит от 300 у.е. Но есть и модели с дополнительным оборудованием, которое существенно упрощает эксплуатацию. Это могут быть насосы и различные датчики. Цена таких устройств стартует от 550 у.е.

В какую систему интегрировать солнечный водонагреватель

Чтобы горячая вода начала вытекать из крана, важно не только выбрать коллектор, но и создать для него целую систему из накопительного бака, соединительных труб, кранов и других элементов

Типы циркуляции

Необходимо определить, сможете ли вы установить накопительный бачок выше уровня коллектора. От этого зависит, какой из двух типов циркуляции будет в системе.

1. Естественная циркуляция создаётся из-за разницы в плотности холодной и горячей воды. Нагретая жидкость стремится подняться, что и обуславливает такое расположение накопительного бака. Если крыша имеет сложную конструкцию, выберите хорошо освещённое место для размещения коллектора и поставьте бак под коньком.

2. Системы с принудительной циркуляций работают благодаря насосу, перекачивающему тёплую воду в подготовленный бак. При этом появляется возможность разместить элементы системы далеко друг от друга, например, поставить накопительный бак на чердаке или в подвале. Это лучше для экстерьера, требует меньше усилий на теплоизоляцию самого бака. Но трубы, ведущие от коллектора к резервуару, обязательно снабжаются теплоизоляцией, иначе есть риск растерять всё тепло по пути. Принудительная циркуляция требует использования электроэнергии, поэтому если на даче нет или часто пропадает электричество, такой вариант не подойдёт.

Если вы решили использовать в коллекторе масляный теплоноситель, предусмотрите насос для принудительной циркуляции. Иначе из-за низкого коэффициента расширения масла система просто не будет работать.

Выбор типа контура циркуляции

Распространены три типа систем:

1. С разомкнутым контуром. Это самый простой вариант для снабжения дома горячей водой. Его основное отличие в том, что теплоносителем в коллекторе обязательно является вода. Сначала она нагревается в трубках, потом поступает в накопительный бак, а дальше — непосредственно в кран на кухне или ванной комнате. То есть вода не циркулирует по кругу, а в разомкнутом контуре каждый раз нагревается новая порция.

2. Одноконтурная. Она предпочтительна, когда с помощью солнечного тепла предполагается отапливать дом или сделать более дешёвой эксплуатацию электрического отопления. Её отличие в том, что нагретая солнцем вода поступает в отопительные трубы. Теплоноситель двигается в системе по кругу. Это и есть замкнутый цикл циркуляции. Поскольку солнечный коллектор используется зимой и в межсезонье, выбирайте вакуумные модели и включайте в систему дополнительный обогреватель. Электрический или газовый котёл помогает довести теплоноситель до нужной температуры в холодные и пасмурные дни, а также ночью.

3. Двухконтурная. Этот вариант предполагает передачу тепла от коллектора к системе через специальный теплообменник. Поскольку прямого контакта между теплоносителем и водой нет, в коллекторе используют масло или антифриз. Система оптимальна для загородных домов, в которых люди проживают на протяжении всего года. В ней коллектор используется и для горячего водоснабжения, и для отопления одновременно. Как правило, в неё интегрируется также котёл и/или бойлер для дополнительного подогрева воды, а коллекторов используется несколько (в зависимости от количества проживающих и климатических характеристик региона).

Как работает солнечный водонагреватель

Практически все водонагреватели работают по одной и той же схеме. Черная поверхность «впитывает» солнечную энергию, а полученное тепло передает воде. Для простых конструкций даже не нужен насос: по принципу конвекции теплая вода поднимается от коллектора к теплообменнику, который располагается в баке с водой. В теплообменнике от антифриза тепло передается воде, после чего жидкость охлаждается и цикл повторяется.

Однако в тех случаях, если вы хотите установить панель коллектора на значительной высоте (например, на крыше), без насоса не обойтись. Это особенно актуально, если бак при этом располагается непосредственно на полу в доме. Чтобы не тратить деньги на насос, советуем устанавливать солнечную панель во дворе с южной стороны. Бак при этом должен находиться выше панели (на ножках или постаменте). Такой способ размещения удобен еще и тем, что вы без проблем сможете проводить техобслуживание и ремонт своей установки.

Виды водонагревателей на солнечной энергии:

• Пассивные системы — установки без насоса. Работают за счет естественной гравитации, возникающей за счет разницы плотности у нагретой и охлажденной жидкости.
• Активные системы — установки с насосами, клапанами и различными контроллерами. По принципу действия делятся:
  • на системы с открытыми контуром — в качестве теплоносителя используется вода;
  • системы с закрытым контуром — теплоносителем выступает водно-гликолевый антифриз;
• Панельные системы — работают по принципу парникового эффекта.
• Вакуумные системы — используют вакуумную прослойку для сбора и накопления солнечной энергии.

В домашних условиях построить панельные или вакуумные установки довольно дорого и сложно. Для нас больший интерес представляют простые системы без насоса. Выбор теплоносителя (вода или антифриз) остается за вами. Если вы собираетесь пользоваться водонагревателем лишь в летнее время, остановитесь на воде. Если вы планируете использовать водонагреватель круглогодично, тогда лучше купить антифриз. Зимой вода замерзнет и система тут же перестанет работать. С антифризом такой неприятности не произойдет.

1 Промышленные модели

Водонагреватель — это устройство, предназначенное для трансформирования различного рода энергии в тепло, передаваемое затем теплоносителю, в качестве которого используется вода. Промышленность предлагает различные варианты таких устройств. Источником тепла в них может быть электричество, газ, твёрдое или дизельное топливо. Наряду с этим становятся популярными и альтернативные источники энергии — солнце, ветер.

Все представленные на рынках системы для подогрева разделяются на два типа:

• накопительные;
• проточные.

Конструкция первых предполагает использование бака, в котором поддерживается определённая температура. При открытии крана в герметичную ёмкость поступает холодная вода, а горячая выдавливается в трубопровод. Таким образом, в середине бака постоянно находится какое-то количество нагретого теплоносителя. Накопительные агрегаты отличаются своими размерами и длительным нагревом воды. Их использование оправдывается в системах с большим количеством водозаборных точек. Устройства выпускаются с объёмом бака от 10 до 200 литров.

Проточные же приспособления имеют совершенно иной принцип работы. В них вода нагревается только в случае её циркуляции, то есть когда открывается кран. Их преимущество — в небольших габаритах и простой установке. Из существенных недостатков выделяют большую мощность, необходимую для быстрого нагрева воды.

При этом, если одновременно используется несколько водозаборных точек, бак не сможет обеспечивать равномерный нагрев и температура теплоносителя начнёт скачкообразно изменяться. Практически, чтобы из крана потекла вода с нормальной температурой, понадобится от 30 секунд до 2 минут.

Обустройство и подключение теплоаккумулятора

В бак, бочку или другую ёмкость, которую планируется использовать в качестве теплоаккумулятора, врезают резьбовые отводы. Одну точку подключения предусматривают снизу ёмкости, для подачи холодной воды. Врезку сгона для отбора нагретой жидкости устраивают в верхней части гидроаккумулятора. Далее ёмкость утепляют при помощи минеральной, базальтовой, каменной ваты, пенополистирола или другого теплоизоляционного материала. Лучше всего это сделать, установив бак в ящик подходящего размера и заполнив всё внутреннее пространство утеплителем. На 0.5-0.8м выше бака устанавливают аквакамеру с поплавковым клапаном для создания постоянного небольшого давления в системе.

Схема подключения солнечного водонагревателя

Для напорного трубопровода высокого давления от водопровода до аквакамеры используют ½” трубы. Низконапорный трубопровод лучше монтировать 1” трубами. При этом верхняя часть гидроаккумулятора соединяется с верхним патрубком коллектора, а нижняя, соответственно, с патрубком, расположенным снизу. На «верхней» магистрали устанавливают тройник для отвода горячей воды.

Теплоаккумулятор лучше всего установить на чердаке

После полного наполнения, из дренажного отверстия аквакамеры польется вода. Далее включают подачу воды из водопровода и наполняют бак.

При отборе части горячей воды, поплавок аквакамеры опустится и откроет клапан подачи. Необходимое количество холодной воды вновь поступит в нижнюю часть ёмкости, не смешиваясь с нагретой жидкостью. Установка бака на высоте обеспечит нормальное давление горячей воды.

Правильно смонтированный солнечный коллектор сможет полностью обеспечить общедомовые потребности в горячей воде, при этом не расходуя ни копейки из семейного бюджета.

Подогрев воды своими руками: как сделать солнечный водонагреватель из паяльника

Это еще один вариант, позволяющий обеспечить свой душ на участке горячей водой. Только в данном случае требуется применение паяльника, а значит, нужно электричество. Конструкция данного типа включает в себя бак для воды и водонагреватель. Если уже существует душевая кабина с установленным на крыше баком, рассчитанным только на подачу теплой воды, нагретой солнечными лучами, то к этой системе будет несложно подключить новое устройство с паяльной лампой.

Для начала нужно немного изменить саму схему подачи воды. Требуется вывести трубы за пределы душевой кабины, поскольку нагреватель с теплообменником должны располагаться снаружи на полочке, закрепленной на боковой стенке душевой кабины. В качестве нагревателя в данном случае используется обычная паяльная лампа, которая устанавливается на полку таким образом, чтобы камера сгорания входила в змеевик теплообменника. В итоге удастся регулировать температуру струй, изменяя интенсивность горения и подачу воды. Благодаря использованию паяльной лампы, вся подготовка данной установки к работе производится в течение 1-2 минут.

Вода должна подаваться из резервуара, который располагается на крыше душевой кабины, по стальным трубам (0,5 дюймов) в теплообменник. Необходимо снабдить выходной патрубок запорным вентилем, который будет служить для полного отключения системы, например в случае монтажа теплообменника и т. п. Еще один вентиль следует расположить непосредственно в кабине перед душевой сеткой. Он требуется для регулировки подачи воды.

Самым сложным элементом в данной системе является теплообменник. Он включает змеевик и кожух. Змеевик можно сделать из стальной трубы (0,5 дюймов), свитой в спираль из трех витков. Внешне змеевик напоминает толстую сжатую пружину. Витки этой пружины должны быть одинаковыми. Для этого нужно наматывать тонкую трубу на более толстую (1,5 дюймов). Готовый змеевик далее необходимо вставить в кожух, сделанный из отрезка трубы, и зафиксировать сваркой. Свободные концы следует загнуть вверх и подсоединить к основному водопроводу на муфтах. Это соединение позволит снимать теплообменник на зиму, чтобы предотвратить замораживание воды в трубах, от которого они могут лопнуть.

Можно использовать еще один вариант системы подогрева. Он предполагает увеличение объема теплообменника, что позволит нагревать воду до более высоких температур.

В этом случае потребуется вмонтировать в систему смеситель для добавления в нее холодной воды. С этой целью необходимо оснастить резервуар еще одним выходным патрубком, соединенным со смесителем. К нему затем нужно подключить трубу от теплообменника. Наличие горячей воды и смесителя с холодной позволят существенно упростить регулировку установки.

Увеличенный теплообменник будет отличаться от обычного наличием шестивиткового змеевика и удлиненным кожухом. Смеситель в данной системе рекомендуется использовать стандартный для городских квартир. Только он будет нуждаться в небольших доработках. Потребуется сначала снять гибкий шланг душа, отверстие заглушить пробкой, вместо крана установить короткий патрубок с душевой сеткой. Стандартный смеситель можно заменить самодельным, выполненным из трех обрезков труб (диаметром 0,5 дюйма) и одного отрезка трубы (диаметром 1,5 дюйма).

2 Разновидности солнечных коллекторов

Солнечные коллекторы можно классифицировать по многим параметрам. В первую очередь следует упомянуть о температуре, при которой работают гетеронагреватели. Так, устройства разделяются на:

• низкотемпературные — работают при 50 градусах;
• среднетемпературные — температурный диапазон 80−90 градусов;
• высокотемпературные — способны доводить теплоноситель до состояния кипения.

Есть высокотемпературные устройства, которые могут работать при температуре 200−300 градусов, но такие применяются исключительно в производственных целях. Солнечный нагреватель воды своими руками можно сделать только первой и второй группы. Для производства высокотемпературных коллекторов понадобится дорогостоящее и профессиональное оборудование.

Если разделять устройства по конструкции, то можно выделить три основных вида:

• вакуумные устройства;
• плоские водонагреватели;
• гелиоконцентраторы.

Плоский водонагреватель выглядит как невысокий изолированный короб. Панель для поглощения солнечной энергии имеет повышенную теплопроводность. Благодаря этому можно добиться максимального нагрева теплоносителя, который движется по трубчатому контуру.

Принцип работы гелиоконцентратора заключается в нагреве определённой точки с помощью сферического зеркала. Непосредственный нагрев теплоносителя происходит в спиральном контуре из металла, который находится под фокусом зеркала. Главным преимуществом гелиоколлекторов с концентрацией солнечных лучей в одной точке является возможность нагрева теплоносителя до высокой температуры. Но у начинающих и опытных мастеров такая система не пользуется популярностью, поскольку есть необходимость слежения за местонахождением солнца.

Для того чтобы сделать солнечный коллектор для летнего душа своими руками, идеально подходит плоская конструкция. Также нужно учесть наличие теплоизоляции, медных абсорберов и стекла, которое имеет большую пропускную способность света.

4 Самостоятельное производство из подручных средств

Одним из самых дешёвых вариантов гелиоколлектора для летнего душа является использование садового шланга или ПВХ-трубы. Они складываются в форме улитки на металлической или деревянной поверхности. Эффективность их применения заключается в большой площади нагрева. Обязательно нужно устанавливать теплоаккумулирующую ёмкость. Если этого не сделать, то очень жаркими летними днями абсорбер будет перегреваться. Сам шланг лучше брать чёрного цвета. Таким образом, солнечные лучи будут максимально нагревать теплоноситель. Использовать этот вариант можно не только для подогрева воды для летнего душа, но и для тёплого пола или бассейна.

С целью постройки гелиоколлектора часто используется и конденсатор старого холодильника. Теплообменник с внешней стороны будет уже готовым абсорбером для солнечного коллектора. Придётся только установить его на теплопоглощающий лист металла, а также вмонтировать в корпус. Разумеется, что коэффициент полезного действия небольшой, но для удовлетворения потребностей в подаче тёплой воды в летнее время для небольшого загородного дома в самый раз.

Использование старого радиатора — ещё один вариант самостоятельного производства гелиоколлектора. Он более удобен в изготовлении, поскольку здесь не требуется даже установка дополнительной теплоотражающей пластины. Достаточно вмонтировать его в кожух и предварительно покрыть жаростойкой краской. Один радиатор способен перекрыть потребность в горячем водоснабжении в летнее время. Если установить несколько единиц, то вполне возможно в холодную солнечную погоду обойтись без дополнительных источников нагрева воды.

Также весьма популярны в последнее время медные, металлопластиковые, полиэтиленовые трубки для создания коллектора своими руками. Все они имеют свои плюсы и минусы. К примеру, медные трубки нуждаются в больших трудозатратах по установке, а также большом бюджете на их покупку.