Солнечные коллекторы для нагрева воды

Солнечный коллектор для воды

Солнечный коллектор – это специальное приспособление, которое поглощает солнечную энергию и преобразует ее в тепловую энергию, а далее она передается теплоносителю. Самый простой солнечный нагреватель состоит из металлической черной пластинки, которая помещена в специальный пластмассовый (стеклянный) корпус, благодаря которому поглощается радиация солнца.

Разновидности солнечных нагревателей

В зависимости от того до какой температуры нагревается пластина, солнечные нагреватели подразделяют на:

• Низкотемпературные
• Среднетемпературные
• Высокотемпературные

Низкотемпературные нагреватели характеризуются небольшим показателем электрической мощности. Благодаря ним вода при нагреве достигает не больше 500 С. Используются для нагрева воды в частных домах.

Среднетемпературные коллекторы нагревают воду до 800 С. Их применяют для обогрева зданий.

Высокотемпературные коллекторы применяются на больших предприятиях, заводах.

Коллекторы интегрированного типа бывают:

Термосифонный вид. Подогревает воду и на протяжении продолжительного времени поддерживает ее температуру. В данном коллекторе нет насоса, характеризуется экономичностью по сравнению с другими видами. Накопительный коллектор может состоять как из одного бака, так из нескольких баков с водой. Их размещают в специальном термоизоляционном коробе. Бак закрывается специальной стеклянной заслонкой, через которую нагревается вода. Данный водонагреватель легко обслуживается, характеризуется простотой при эксплуатации. Солнечные коллекторы термосифонного вида используются для летнего душа.

Жидкостный вид. Теплоноситель в данном виде коллектора – жидкость. В жидкостных нагревателях теплообменная система может быть как замкнутой, так и разомкнутой, бывают остекленные и неостекленные.

Воздушный вид. Намного дешевле жидкостных коллекторов. Не подтекают, не замерзают в зимний период.

Плоский вид. Визуально похож на плоский ящик из металла, внутри него размещена пластина черного цвета, которая поглощает энергию солнца. Ящик покрыт термоизоляцией. Применяются для нагревания воды в бассейне, обогрева помещений.

Особенности солнечных коллекторов для подогрева воды

К самому распространенному виду солнечного коллектора, который изготовляется самостоятельно, относят накопительное устройство. Особенность данного устройства заключается в том, что в специальный бак, размещенный на возвышении (на крыше определенной постройки) наполняется вода, далее на протяжении дня вода нагревается до определенной температуры (+40ºС) и может использоваться для бытовых нужд.

Разогретая вода к месту предназначения направляется самотечением, благодаря естественному перепаду высоты. Накопительный тип солнечного генератора в основном применяется при обустройстве летнего душа. Если данную систему доработать, то ее можно использовать при работе ГВС системы.

Работа солнечных коллекторов для нагрева воды заключается на принципе изменения ее плотности при нагреве, а как результат – жидкость поднимается вверх и выталкивает для последующего нагревания более холодной воды. В связи с таким термосифонным принципом работы исключается необходимость применять дополнительное наносное обеспечение.

Составляющие элементы солнечных коллекторов

Коллектор солнечный состоит из элементов:

• Радиатора, благодаря которому снимается тепло из рассеянной солнечной энергии
• Накопительного элемента, который сберегает, компенсирует разогретую жидкость
• Аванкамеры, создают постоянное избыточное давление гидравлической системы

В целях облегчения монтирования солнечного коллектора для нагрева воды своими руками, специалисты советуют разместить радиаторов специальный деревянный ларь, который имеет стеклянную внешнюю поверхность. В данном случае, радиатор представляет соединенные между собой трубы. Отводящие и подводящие пути монтируют из толстых труб, а параллельные соединения изготавливаются из более тонких труб.

Особенности монтирования солнечного коллектора

Для того чтобы солнечный нагреватель воды соответствовал эксплуатационным, потребительским характеристикам, специалисты рекомендуют придерживаться рекомендаций:

Для правильного, быстрого стравливания воздуха, нижняя часть теплообменника должна быть оснащена специальными дренажными вентилями

Теплоизоляция трубопровода, по которой течет разогретая жидкость, должна быть высококачественной и надежной (рекомендовано перемотать трубы поролоном, полиэтиленом, тканью, покрасить белой краской)

Если необходимо повысить производительность коллекторов, то их интегрируют в одну гидравлическую систему

В гидросистему должен входить вентиль, благодаря которому исключается циркуляция теплоносителя (если температура резко снижается, вентиль перекрывается)

Для того, чтобы вода нагрелась до необходимых температурных показателей, применяют смесители, с помощью которых подводится разогретая вода к потребительскому устройству.

Этапы сооружения солнечных коллекторов

Сооружение солнечного коллектора для подогрева воды включает этапы:

1 этап. Провести ориентировочные расчеты по монтированию.

2 этап. Монтирование ларя для радиатора. В данном случае применяют доски из дерева, которые имеют 120 мм ширину, 30 мм толщину. Для низа используют фанеру (текстолит), которая характеризуется дополнительной жесткостью ребер. Дно ларя тщательно теплоизолируется пенопластом (минеральной ватой) и накрывается оцинковочным листом.

3 этап. Сооружение радиатора (теплообменника). Подготавливаются 15 тонких полудюймовых трубочек по 1600 мм, 2 однодюймовые трубочки по 700 мм. В толстых трубках просверливаются отверстия, к которым перпендикулярно подсоединяют тонкие трубки. Далее конструкция сваривается в одно целое. Радиатор помещается в ларь на оцинкованный лист, закрепляется при помощи хомутов из стали (металлическими полосками). В целях повышения термообразования трубочки теплообменника и дно ларя окрашиваются черной краской. Для снижения потери тепла все внешние элементы окрашиваются краской белого цвета. Далее к стенкам ларя устанавливается покрывное стекло и проводится тщательная герметизация.

4 этап. Монтирование накопителя. Для накопителя подойдет любая герметичная емкость, которая характеризуется объемом от 150 л до 400 л. Можно использовать меньшие по объему емкости, но их следует соединить между собой.

Накопитель хорошо теплоизолируется и помещается в предварительно приготовленный ларь из фанеры. Расстояние между стенками заполняется пенопластом, ватой минеральной, опилками.

5 этап. Монтирование аванкамеры. Для аванкамеры используется любой герметический резервуар, с объемом не больше 40 л. Он оснащается водопадающим приспособлением (шар-кран, который применяется в сливном бачке).

6 этап. Соединение всех составляющих элементов солнечного коллектора. Первоначально монтируется аванкамера и накопитель. Следует учесть, что объем жидкости в накопителе, должен быть ниже на 0,8 м объема воды аванкамеры. Коллектор размещают на крыше строения. Для этого рекомендовано отдать предпочтение южной стороне, при размещении учитывается уклон от 35 до 45 градусов в горизонтальном направлении. Теплообменник и накопитель должны размещаться на расстоянии не меньше 0,7 м. Поэтому, аванкамера располагается выше накопителя, а накопитель стоит выше коллектора. Далее соединяются все гидравлические элементы, и система подключается к сети водопровода.

7 этап. Введение системы в эксплуатацию. Для заполнения системы водой используют нижние дренажные отверстия. Далее к системе ХВС подсоединяют аванкамеру и регулируют уровень жидкости рабочей. Проверяется герметичность устройства, после чего оно вводиться в эксплуатацию.

Таким образом, солнечный коллектор для воды представляет собой специальное устройство, которое поглощает солнечную энергию и направляет ее к теплоносителю. Чтобы смонтировать солнечный нагреватель для воды самостоятельно необходимо придерживаться этапов работы.

Солнечные коллекторы для нагрева воды

Солнечные коллекторы – это отличный способ сэкономить энергоресурсы. Бесплатная солнечная энергия сможет как минимум 6-7 месяцев в году обеспечивать теплую воду для хозяйственных нужд. А в остальные месяцы – еще и помогать системе отопления.

Но самое главное, что простой солнечный коллектор можно изготовить самостоятельно. Для этого вам понадобятся материалы и инструменты, которые можно купить в большинстве строительных магазинов. В некоторых случаях будет достаточно даже того, что найдется в обычном гараже.

Представленная ниже технология сборки солнечного нагревателя использовалась в проекте “Включи солнце – живи комфортно”. Она была разработана специально для проекта немецкой компанией Solar Partner Sued, которая профессионально занимается продажей, монтажом и сервисом солнечных коллекторов и фотоэлектрических систем.

Главная идея – все должно получиться дешево и сердито. Для изготовления коллектора используются довольно простые и распространенные материалы, но его эффективность получается вполне приемлемого уровня. Она ниже, чем у фабричных моделей, но разница в цене полностью компенсирует этот недостаток.

Существуют различные типы солнечных водонагревателей, но все они основаны на простом принципе: темная поверхность «впитывает» солнечную энергию, потом это тепло передается теплоносителю (воде). Простейшие модели могут быть построены из доступных материалов и не требуют насосов или иного электрооборудования. Эффективный солнечный коллектор может использоваться даже в зимнее время благодаря применению незамерзающих жидкостей – антифризов.

Описанная система солнечного коллектора является пассивной и не зависит от электроэнергии. Она обходится без электрических приборов. Горячая жидкость перемещается между коллектором и баком по принципу конвекции, благодаря простому правилу: нагретая жидкость всегда поднимается вверх.

Принцип работы такого солнечного коллектора заключается в следующем:

• Солнце нагревает жидкость в коллекторе
• Нагретая жидкость поднимается по коллектору и трубе в бак-аккумулятор
• Когда горячая жидкость поступает в теплообменник, установленный в бак с водой, тепло передается от теплообменника воде
• Жидкость в теплообменнике, охлаждаясь, перемещается вниз по спирали и поступает из отверстия в нижней части бака обратно в коллектор
• Вода, нагретая в баке, аккумулируется в верхней части бака
• Холодная вода из водопроводной сети / резервуара поступает в нижнюю часть бака
• Нагретая вода отбирается через выходное отверстие в верхней части бака.

Пока на коллектор светит солнце, жидкость в трубах абсорбера нагревается, перемещается в бак и таким образом постоянно циркулирует. Этот процесс обеспечивает нагрев воды в баке всего за несколько часов при интенсивном солнечном излучении.

Основной элемент коллектора отопления – абсорбер. Он состоит из металлического листа, приваренного к металлическим трубам. Несколько труб устанавливаются вертикально и привариваются к двум трубам большего диаметра, расположенных горизонтально. Эти толстые трубы для входа и выхода жидкости должны быть расположены параллельно друг другу. А входное отверстие для жидкости (нижняя часть абсорбера) и выходное отверстие (верхняя часть абсорбера) должны располагаться с разных сторон панели (диагонально). Для соединения в толстых трубах необходимо просверлить отверстия под диаметр вертикальных труб.

Для лучшей передачи тепла от металлической пластины к трубам очень важно обеспечить максимальный контакт пластины с трубами. Сварка должна быть вдоль всего элемента. Важно, чтобы металлический лист и трубы плотно прилегали друг к другу.

Абсорбер укладывается в деревянную раму и накрывается стеклом, которое защищает коллектор и создает внутри эффект теплицы. Используется обычное оконное стекло. Оптимальная толщина – 4 мм, при этом сохраняется хорошее соотношение надежности и веса. Желательно нужную площадь стекла разделять на несколько частей. Так удобнее и безопаснее работать с ним.

Использование нескольких слоев стекла или стеклопакета даст прирост эффективности, но увеличит вес конструкции и стоимость системы.

Солнечные лучи проходят через стекло и нагревают коллектор, а остекление предотвращает утечку тепла. Стекло также препятствует движению воздуха в абсорбере без него коллектор быстро терял бы тепло из-за ветра, дождя, снега или низких внешних температур.

Раму следует обработать антисептиком и краской для наружных работ.

В корпусе делаются сквозные отверстия для подачи холодной и отвода нагретой жидкости из коллектора.

Сам абсорбер красят жаростойким покрытием. Обычные черные краски при высоких температурах начинают шелушиться или испаряться, что приводит к потемнению стекла. Краска должна полностью высохнуть, прежде чем вы закрепите стеклянное покрытие (для предотвращения конденсации).

Под абсорбером закладывается утеплитель. Чаще всего используется минеральная вата. Главное, чтобы он выдерживал довольно высокие температуры в течение лета (иногда более 200 градусов).

Снизу раму закрывают ОСБ плитой, фанерой, досками и т.п. Основное требование к этому этапу – убедиться, что низ коллектора надежно защищен от попадания влаги внутрь.

Для закрепления стекла в раме делают пазы, или крепят планки по внутренней стороне рамы. При расчете размеров рамы следует учитывать, что при изменении погоды (температуры, влажности) в течение года ее конфигурация будет немного меняться. Поэтому на каждой стороне рамы оставляют несколько миллиметров запаса.

На паз или планку крепится резиновый оконный уплотнитель (D- или Е-образный). На него кладется стекло, на которое таким же образом наносится уплотнитель. Сверху это все закрепляется оцинкованной жестью. Таким образом, стекло надежно закреплено в раме, уплотнитель защищает абсорбер от холода и влаги, а именно стекло не повредится, когда деревянная рама будет “дышать”.

Стыки между листами стекла изолируются уплотнителем или силиконом.

Чтобы организовать солнечное отопление дома понадобиться накопительный бак. Здесь хранится нагретая коллектором вода, поэтому стоит позаботиться о его термоизоляции.

В качестве бака можно использовать:

• неработающие электрические бойлеры
• различные баллоны для газов
• бочки для пищевого использования

Главное – помнить, что в герметичном баке будет создаваться давление в зависимости от давления водопроводной системы, к которой он будет подключен. Не каждая емкость способна выдерживать давление в несколько атмосфер.

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

В баке размещается спиральный теплообменник. Для него используют медь, нержавеющую сталь или пластик. Нагретая через теплообменник вода будет подниматься вверх, поэтому его следует поместить в нижней части бака.

Коллектор соединяется с баком с помощью труб (например, металлопластиковых или пластиковых), проведенных от коллектора к баку через теплообменник и обратно в коллектор. Здесь очень важно предотвратить утечку тепла: путь от бака до потребителя должен быть максимально коротким, и трубы должны быть очень хорошо изолированными.

Расширительный бачок – это очень важный элемент системы. Он представляет собой открытый резервуар, расположенный в крайней верхней точке контура циркуляции жидкости. Для расширительного бачка можно использовать как металлическую, так и пластиковую емкость. С ее помощью контролируется давление в коллекторе (из-за того, что жидкость от нагрева расширяется, могут треснуть трубы). Для снижения потерь тепла бачок также необходимо изолировать. Если в системе присутствует воздух, то он также может выходить через бачок. Через расширительный бачок происходит также наполнения коллектора жидкостью.

Больше подробностей о создании дешевого солнечного коллектора, перечень необходимых материалов и правила установки нагревателя можно узнать, загрузив Практическое руководство по сооружению солнечных коллекторов для горячей воды.

Изготовление солнечных коллекторов своими руками

Солнечные коллекторы (водонагреватели) широко применяются для нагрева воды и отопления домов за счет энергии солнца, причем не только в летний период, а на протяжении всего года. В данном разделе вы узнаете, как сделать солнечный коллектор (водонагреватель) своими руками из подручных материалов и минимальными затратами.

Как сделать солнечный коллектор с высоким КПД из металлопластиковой трубы

КПД самодельного солнечного коллектора, можно значительно увеличить, внеся в конструкцию незначительные доработки, а именно установить на трубы абсорберы. Таким образом, даже используя в качестве теплообменника металлопластиковую трубу, можно построить солнечный коллектор, который в солнечную погоду способен вскипятить воду.

Какое выбрать стекло при изготовлении солнечного коллектора своими руками

Эффективность солнечного коллектора напрямую зависит от применяемого остекления.

Остекление должно обладать следующими свойствами:

– Обладать малым весом

– Стойкость к УФ излучению

– Противостоять повышенным температурам

Выбор утеплителя при изготовлении солнечного коллектора

Существует масса различных марок и видов утеплителей. Они отличаются по своим теплоизоляционным свойствам, физическим характеристикам, стоимости, удобности применения. Для вас будет представлен перечень утеплителей, которые наиболее распространены на рынке и какие из этого перечня можно применять.

Выбор труб для изготовления теплообменника солнечного коллектора

На сегодняшний день производители обеспечивают рынок большим ассортиментом труб из разных материалов. Все эти трубы по своим показателям имеют свои достоинства и недостатки. Здесь будут рассмотрены трубы которые наиболее оптимально подходят для изготовления коллекторов и разводки водоснабжения.

Изготовление солнечного водонагревателя своими руками

При изготовлении солнечного водонагревателя своими руками преследовалась цель, обеспечить теплой водой летний душ, в котором, при частом использовании вода просто напросто не успевала нагреваться даже при сильной солнечной активности.

Расчет площади солнечного коллектора

При строительстве системы горячего водоснабжения, используя солнечные коллекторы, многие задаются вопросом: "Какую площадь коллектора необходимо использовать?". Чтобы не пугать вас сложными формулами и вычислениями, предложу схему, по которой вы сможете без проблем рассчитать примерную площадь коллектора для ваших нужд.

Как сделать солнечный концентратор из плоских зеркал

Преимущество солнечных концентраторов в том, что они могут преобразовывать воду в пар (в зависимости от скорости движения воды в теплообменнике). Зачем это надо? А необходимо это, например, для пропарки изделий из бетона, древесины, запуска парового двигателя и т.д.

Изготовление солнечного коллектора с медным теплообменником

Если ваша крыша покрыта черным рубероидом или битумной черепицей темного цвета, вы можете немного сэкономить на теплоизоляции задней стенки и изготовить солнечный коллектор (водонагреватель) своими руками. Разумеется, участок, где будет установлен солнечный коллектор, должен быть обращен по направлению к солнцу.

Солнечный концентратор для нагрева воды своими руками

Основное достоинство солнечного концентратора (рефлектора) в том, что они могут достигать более высоких КПД. Фокусируя высокую плотность солнечной энергии в одной точке, они способны превращать воду в пар в считанные секунды.

Как сделать солнечный коллектор для бассейна на 2кВт

После строительства бюджетного бассейна, пришла мысль построить солнечный коллектор, который способен будет нагреть 10 кубов воды, до комфортной для купания температуры. Для этого был построен коллектор площадью 4кв.м. и ориентировочной мощностью 2кВт.

Делаем солнечный коллектор из старой оконной рамы

Многие из нас уже давно сменили старые деревянные окна на металлопластиковые. И такая замена, в большей степени связанна не с экстерьером, а с сохранением тепла в наших квартирах. Старые оконные рамы вместе со стеклами, мы за ненадобностью просто выбрасывали на мусорник. Хотя с другой стороны, оконная рама (которая открывается книжкой) нам может еще сослужить хорошую службу в качестве солнечного коллектора (водонагревателя).

Базовые схемы подключения солнечных коллекторов

Эффективность работы солнечного коллектора зависит не только от материалов, из которых он изготовлен, но и от того, насколько правильно он установлен и смонтирован. Схема подключения во многом зависит от требований, предъявляемых к солнечному коллектору. Поскольку вариаций подключения великое множество, приведу лишь основные, базовые схемы.

Как сделать солнечный коллектор из пластиковых бутылок

В период летней жары, наибольшим спросом среди населения пользуется минеральная вода, напитки, соки и т.д. Однако, сами того не замечая, мы увеличиваем количество мусора на планете, выкидывая использованные пластиковые бутылки и тетра паки в мусорный бак. С другой стороны, данный "мусор" можно использовать с пользой для себя, т.е. сделать солнечный коллектор из пластиковых бутылок. Таким образом, мы получим бесплатную горячую воду, потратив на это минимум средств, и сделаем нашу планету чуточку чище.

Солнечный коллектор из старого холодильника своими руками

Для получения горячей воды при помощи энергии солнца, можно собрать своими руками простенький солнечный коллектор из материалов, которые вполне можно найти на своем хоз. дворе. При этом затраты на изготовление будут весьма мизерные. В качестве теплообменника (основы солнечного коллектора), будем использовать конденсатор от старого холодильника (решетка, которая крепится с тыльной стороны холодильника).

Солнечный водонагреватель из старого электрического бойлера

Многие, неисправные электрические бойлеры просто напросто выкидывают на свалку, хотя с другой стороны, бойлеру можно предоставить вторую жизнь, и своими руками изготовить из него солнечный водонагреватель, используя для нагрева воды бесплатную энергию солнца.

Как сделать плоский солнечный коллектор из полипропилена

Существует множество конструкций солнечных коллекторов, но я бы хотел поделиться с вами, как сделать плоский солнечный коллектор из полипропилена. Конструкция получилась весьма эффективной, где каждый квадратный сантиметр находится в прямом тепловом контакте с водой. Причем коллектор можно изменить под любой размер, какой вам понравится.

Как сделать большой солнечный коллектор из PEX трубы

Частенько строительство одного большого коллектора по цене выходит дешевле, чем строительство маленьких, но большего количества. Речь пойдет о строительстве солнечного коллектора из пластиковой трубы, только более внушительных размеров.

Как сделать солнечный коллектор из шланги

Многие, замечали, что если оставить шлангу с водой на солнце, то после включения воды из шланга течет очень горячая вода (особенно если шланг темного цвета). Так почему бы нам не сделать солнечный коллектор, используя шлангу или полиэтиленовую трубу просто свернув в кольцо.

Виды солнечных коллекторов для нагрева воды и их эффективность

Солнечные коллекторы для нагрева воды в наше время стали очень перспективным оборудованием. В частном секторе внедрение подобных систем часто даёт существенную экономию при оплате услуг ЖКХ. Такие солнечные водонагреватели могут служить в роли экономного и эффективного отопительного оборудования. Поэтому они могут заинтересовать не только владельцев домов в частном секторе, но и владельцев небольших предприятий малого бизнеса. Например, небольших домов отдыха или гостиниц. Ведь солнце является неиссякаемым и бесплатным источником тепла и электроэнергии. Покупка солнечных коллекторов и использование их для нагрева воды является экономически оправданной и имеет положительные отзывы. Сегодня мы поговорим о солнечных коллекторах для нагрева воды, их особенностях и эффективности.

Виды солнечных коллекторов для нагрева воды

В основу функционирования солнечных коллекторов для нагрева воды положены физические закономерности, которые мы все проходили ещё в школе. В частности, жидкость меньшей плотности вытесняется той, что имеет большую плотность. Этот принцип лежит в основе всех стандартных систем водяного отопления. В них вода с низкой температурой, имеющая более высокую плотность, является движущей силой для горячей воды. Отличие от традиционных систем только в том, что в обычном обогревательном котле применяются электричество, газ, дизель и т. п. А в солнечных водонагревателях применяется альтернативный источник энергии – солнце.

Солнечный коллектор для нагрева воды

Солнечные водонагреватели можно классифицировать по различным параметрам. В частности, по температуре нагрева пластины, их можно подразделить на:

• Низкотемпературные. У низкотемпературных нагревателей мощность небольшая и воду они нагревают до 500 градусов Цельсия. Именно этот тип нагревателей применяется в частных хозяйствах;
• Среднетемпературные. Нагревают воду до 800 градусов по Цельсию. Применяются для обогрева многоквартирных домов;
• Высокотемпературные. Используются для нагрева воды на промышленных предприятиях.

Также можно подразделить солнечные коллекторы для нагрева воды по их конструкции. Существуют следующие виды.

Здесь в роли поглотителя солнечной энергии выступает алюминиевая или медная пластина. Выбор этих материалов объясняется их высокой теплопроводностью. На рабочую пластину наносят специальное покрытие, которое обеспечивает максимальный сбор тепловой энергии солнечного света. Кроме того, покрытие предотвращает отражение световых лучей от пластины. Сверху конструкцию накрывают гелиостеклом.

Есть такие марки стёкол, которые не содержат примесей железа. Такое стекло не отражает солнечный свет и хорошо пропускает его внутрь коллектора. Кроме того, оно имеет хорошую стойкость к механическим воздействиям. Рамку плоского водонагревателя делают из алюминия или «нержавейки». Основание водонагревателя, на котором находится рабочая пластина, утепляется теплоизоляцией.

Плоский солнечный коллектор

Плоские солнечные коллекторы можно закрепить в любом месте строения. На стенах, фасаде, крыше. Для этого подходит любая плоскость, выходящая на юг. Такие модели успешно применяются для отопления помещения и нагрева воды. Площадь самой панели около двух квадратных метров. Для увеличения мощности такие панели часто объединяют в одну.

Конструкция вакуумных водонагревателей предусматривает систему из трубок. В верхней части таких коллекторов есть единая панель из таких трубок. Принцип действия таких водонагревателей подобен термосу. Медная трубка вложена в стеклянную трубку, а между ними создан вакуум, который является идеальной теплоизоляцией.

Вакуумный солнечный коллектор

Внешняя трубка выполнена из гелиостекла. В ней находится медная трубка с теплоносителем. Вакуум в такой системе обеспечивает снижение потерь тепла в 2,5 раза по сравнению с плоскими коллекторами. Эффективность подобных водонагревателей напрямую зависит от герметичности элементов. Вакуумные трубки без проблем могут использоваться в мороз при условии, что система будет функционировать постоянно.

Есть следующие разновидности вакуумных коллекторов:

• Модели с прямоточной циркуляцией. Они более удобны в плане эксплуатации. Крепятся они вертикально или горизонтально. Конструкция подобных водонагревателей предусматривает подачу в них воды и вывод обратки в контур. То есть, теплоноситель здесь циркулирует по замкнутому контуру. Это позволяет свести к минимуму потери тепла.
• Модели с тепловыми трубками. Здесь трубка крепится в системе, что называется «на сухую». То есть, система более пригодна для ремонта. Трубки в этом случае можно без проблем заменить, а также выбрать для них оптимальное положение к солнечным лучам путём поворота вокруг своей оси.

Особенности конструкции и установки солнечных коллекторов

Наиболее распространённый вид солнечных коллекторов на сегодняшний день – это накопительный бак. Это самый простой водонагреватель. Специальный бак размещают на крыше какого-нибудь строения. Чаще всего это бывает летний душ на дачном участке. Вода в баке на протяжении светового дня греется и далее можно принимать душ. Температура воды в таком баке может доходить до 40 градусов Цельсия.

Летний душ на даче

Вода в этом случае выходит из бака самотёком благодаря тому, что имеется естественный перепад высоты. Такие системы используются в основном для летних душей, но при желании их можно доработать для горячего водоснабжения дома.

Функционирование солнечных водонагревателей основано на разнице плотности води воды при различной температуре. Нагретая жидкость выталкивается вверх более плотной холодной водой, которая затем нагревается, и так далее. В таких простых системах вода может двигаться самотёком. Однако в большинстве систем ГВС используются насосы для принудительной циркуляции воды.

Чтобы водонагреватель было удобнее использовать и обслуживать, специалисты рекомендуют выполнять следующие моменты:

• Чтобы было удобно стравливать воздух, в нижней части теплообменника нужно сделать дренажные вентили;
• Обязательно нужно сделать качественную и надёжную теплоизоляцию трубопровода, по которому циркулирует нагретая жидкость. Теплоизолировать трубы можно с помощью различных современных материалов;
• Для повышения производительности коллекторов, их можно объединять в одну систему;
• В системе должен быть вентиль, прекращающий циркуляцию теплоносителя. Он потребуется для прекращения циркуляции, если температура сильно понизилась;
• Для получения воды, необходимой температуры, используются смесители.

Солнечный водонагреватель своими руками

Солнечный водонагреватель является только одним узлом (хотя и самым важным) в системы обогрева или ГВС дома. Для нормальной работы требуется накопитель тепла. Это изолированный бак, который накапливает и хранит нагретую воду (или другой теплоноситель) продолжительное время. Обычно нагрев теплоносителя в подобных системах происходит посредством естественной циркуляции благодаря разнице температур. При этом вода проходит через коллектор, где нагревается, и постепенно вытесняется оттуда холодной водой. То есть, для успешной работы такого водонагревателя потребуется правильное подключение накопителя тепла, с коллектором и необходимыми трубопроводами. Давайте, рассмотрим некоторые неоднозначные моменты при создании такой системы своими руками.

Солнечный водонагреватель своими руками

Для успешной работы самотёком без использования насоса нужно утеплённый накопитель поставить на одинаковом уровне с коллектором. При использовании старого водонагревателя нужно провести небольшую модификацию. Требуется врезать патрубки сверху и снизу бачка. Тогда нагретая вода будет беспрепятственно подниматься в верхнюю часть. Резервуар нужно делать размером, сопоставимым с габаритами водонагревателя.

Перед сборкой солнечного водонагревателя стоит также обдумать ещё один важный момент. А именно, подключение коллектора к водопроводу. Напорный водопровод в этом случае необходим. Простым вариантом является всё тот же бак на крыше, откуда вода идёт в душ или в умывальник. В таком упрощённом виде коллектор (бак) подключается к водопроводу так, чтобы приток холодной воды был снизу, а нагретая вода отводилась сверху.

Когда строится более сложная система водонагревателя, то используется теплообменник, насос и прочее сопутствующее оборудование. Вода (или теплоноситель) в таких системах циркулирует в одном контуре, а тепло она отдаёт во внутренний контур. Вода из внутреннего контура уже используется в бытовых целях. Эффективность в этом случае выше, поскольку в коллекторе вода лишь подогревается, а в теплообменнике немного остывает.

Теплообменник, который передаёт тепло во внутренний контур, обычно ставится в доме. Как правило, это подвальное помещение, что нарушает естественную циркуляцию. Поэтому прокачивание воды системы осуществляется при помощи насоса. Если система устанавливается в летнем домике, где живут только летом, то лучше делать упрощённую версию, когда накопительная ёмкость ставится на крыше. В такой упрощённой версии можно даже и не утеплять накопительный бак.

Сколько стоят солнечные коллекторы для отопления и их эффективность

Цена солнечного коллектора напрямую зависит от его размера. А размеры, в свою очередь, зависят от габаритов самого дома и необходимости в горячей воде. Перед проектировкой обычно проводится энергетическое обследование дома. После этого вычисляется необходимое число коллекторов, чтобы обеспечить требуемый результат с минимальными затратами.

Эффективность солнечных коллекторов

В среднем, если в год на содержание коллектора тратится до тысячи рублей, то он может выдавать 150─300 литров горячей воды одновременно. Срок эксплуатации такого водонагревателя около 10─15 лет. Для сравнения, электрический котёл требует на содержание в год примерно 2─6 тысяч руб. При этом он выдаёт от 60 до 120 литров горячей воды. И срок службы составляет около 8 лет.

Коллекторы, использующие солнечную энергию, эффективны и в целях отопления. Хорошо показывают себя комбинированные системы, совмещающие солнечную и электрическую энергию. При этом после окупаемости оборудования вы будете экономить на тарифах за ГВС и отопление. Среднестатистический вакуумный коллектор может в течение летнего сезона выработать 2200 кВт/ч. Эта тепловая энергия эквивалентна теплу, которое выделяется при сжигании 200 литров дизтоплива или 4 центнеров каменного угля. Плюс заключается в том, что солнечную энергию не нужно покупать и транспортировать к месту использования.

Цена небольших солнечных водонагревателей для использования летом с накопительной ёмкостью до 300 литров стоят около 50 тысяч руб. Круглогодичные вакуумные коллекторы с накопительной ёмкостью около 500 литров стоят около 350 тысяч. Плоские модели солнечных коллекторов, конечно, дешевле. Система для отопления дома площадью сто квадратных метров с 4 коллекторами (по 6 кВт) и накопителем до 300 литров будет стоить примерно 150 тысяч руб. Если к этому добавляются тёплые полы, то стоимость выходит на уровень 200─250 тысяч.

Продвинутые системы с отоплением и ГВС (на дом 200 квадратных метров), 2-контурным баком, имеющие в своём составе несколько коллекторов перешагивают отметку в 300 тысяч рублей. Если говорить о самых мощных системах для обогрева и ГВС домов с площадью 300 «квадратов» и более, то их стоимость начинается от 0,5 миллиона рублей.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье, а также ваш опыт использования солнечных водонагревателей, оставляйте в комментариях.

Солнечные коллекторы для нагрева воды

Самодельный солнечный коллектор для нагрева воды и отопления – сделаем сами!

Солнечный водонагреватель (solar collector) – это пассивная установка, которая работает без насосов, жидкость в ней движется по принципу конвекции. Он состоит из поглотителя тепла, теплообменника, бака и соединительных труб.

Виталий ус­та­новил солнечный коллектор (Solar Thermal Collector) своим родителям. Они живут в одноэтажном частном доме в селе Копылье Маневичского района Волынской области. И там, как во многих маленьких населенных пунктах Украины, горячая вода скорее роскошь, чем привычная составляющая быта. «Купить коллектор для нагрева воды даже отечественного производства, не говоря уже об импортных, родителям не по карману, ведь стоимость такого оборудования исчисляется тысячами долларов», — объясняет Виталий. По его словам, если делать коллектор своими руками, он обойдется в 2,5—4 тыс. грн (для сравнения: цена такой системы в магазине стартует от $3 тыс.). Стоимость будет зависеть от качества и количества купленных материалов. Если же вы не сможете собрать солнечный нагреватель без посторонней помощи, придется доплатить за работу сварщиков.

Технологию изготовления солнечного водонагревателя (коллектора), Шрамко знал уже много лет, но случай применить ее представился недавно. «У меня есть вырезка из советского журнала 1989 года со статьей о том, как делать гелиоколлекторы, — рассказывает он. — Там был рассказан основной принцип, которым пользовались на то время жители стран Прибалтики. Но до того чтобы сделать это самому, долго не доходили руки. А потом я сходил на бесплатный тренинг по изготовлению таких коллекторов (по приглашению ровенского «Экоклуба»). Сделал для себя и стал учить других». Виталий уверяет, что, для того чтобы самому сделать водонагреватель, не нужно получать специальное образование. Достаточно иметь представление о сварочных работах или же уметь мастерить что-то из подручных средств. «Я сам — резчик по дереву, поэтому раньше ничего общего со сварочными работами не имел, — рассказывает Шрамко. — Высшее образование получил в Луцке, окончив университет с дипломом инженера-строителя. Потом поехал на заработки в Киев. Там и узнал о технологии производства коллекторов».

По словам Виталия, все солнечные водонагреватели (solar water heater) работают по простому принципу: черная поверхность поглощает тепло, которое потом передается воде. «В основном люди делают самостоятельно коллекторы для подогрева воды (для душа, мытья посуды и др.) — они самые простые и в изготовлении, и в использовании», — рассказывает Шрамко. При этом такая система обходится без насосов. А значит, не зависит от электроэнергии, что особенно важно в районах, где бывают перебои со светом. «Насос не нужен потому, что, по законам физики (принцип конвекции), теплая жидкость в системе сама поднимается вверх от коллектора, где нагревается солнцем, к теплообменнику, — объясняет Виталий. — А он установлен в баке с водой. Там тепло от антифризовой жидкости передается воде. Из-за этого жидкость снова охлаждается и спускается из нижней части бака обратно в коллектор». Впрочем, если панель коллектора, поглощающего энергию солнца, будет установлена выше бака (например, на крыше, а бак — на полу в доме), то для прокачки воды все же понадобится насос.

Начнем с панели, которая поглощает солнечные лучи (ее еще называют абсорбер). Обычно ее делают из черного листа металла, который спаивают (или сваривают) с рядом металлических труб. В них и будет циркулировать теплоноситель (например, пропиленгликоль — жидкость для систем отопления). Затем панель «одевают» в раму или каркас из дерева (лучше брать сосну), на которой закрепляют стекло. Оно будет пропускать солнечные лучи и при этом сокращать потери тепла. Полученную конструкцию утепляют снизу и с боков (к примеру, стекловатой), чтобы свести к минимуму утечки тепла. Полученный коллектор солнечных лучей с помощью труб соединяется с баком-аккумулятором для горячей воды (он стоит в помещении). Затем в бак-аккумулятор устанавливается теплообменник в виде спирали из медной, нержавеющей или металлопластиковой трубы. Теплоноситель будет циркулировать по этой спирали и нагревать воду в баке. Очень важно, чтобы спираль была прочной и пропиленгликоль не вытек в бак. К слову, летом вместо него можно использовать воду — это дешевле и безопаснее. Но зимой она может замерзнуть и повредить систему.

«Чтобы коллектор прослужил дольше, нужно следить за целостью стекла в абсорбере, — предупреждает Шрамко. — Советую ставить стекло не тоньше 5 мм, чтобы его не побил град. Рядом не должно быть деревьев, чтобы ветви или фрукты его не повредили». Вдобавок стекло нужно чаще протирать, чтобы пыль не мешала попаданию солнечных лучей. А трубы и соединения между ними — проверять на протекание. И важно контролировать, чтобы бак всегда был заполнен водой, а теплоноситель — жидкостью.

Для бытовых нужд достаточно установить солнечный коллектор площадью 2 квадратных метра. Такой коллектор может нагреть до 200 л воды в несколько солнечных часов.

Чтобы изготовить солнечный коллектор необходимо:

1__Изготовить поглотитель тепла (адсорбер): свариваем решетку с цельнотянутых труб и привариваем ее к стального листа и красим термостойкой черной краской.

2__Изготовить раму: из влагостойкой фанеры или деревянных планок изготавливаем раму для поглотителя тепла.

Рама также окрашивается в черный цвет. Поглотитель тепла (адсорбер) устанавливается в раму.

Для труб (вход / выход воды) в раме необходимо прорезать отверстия.

3___Утеплить раму: для уменьшения потерь тепла пространство между поглотителем и рамой заполняется утеплителем.

4___Установить стекло: поглотитель тепла накрываем стеклом из двух равных частей и соединяем их силиконом.

5___Монтаж теплообменника: из медной или металлической трубки делаем спираль и закрепляем ее в баке, в котором проделывают отверстия для входа / выхода воды.

6___Утеплить бак: для накопления и сохранения тепла бак необходимо тщательно “заизолировать”.

7___Изготовить опорную конструкцию для установки солнечного коллектора: в зависимости от места установки солнечного коллектора и бака изготавливается соответствующая опорная конструкция.

8___Установить солнечный коллектор (водонагреватель): солнечный коллектор устанавливается на подготовленной опорной конструкции. Система соединяется трубами для горячей и холодной воды. Расширительный бачок крепится при входе горячей воды в баке.

9___Запуск солнечной системы для нагрева воды: в систему солнечного коллектора заливаем воду или антифриз, бак заполняем водопроводной водой. Буквально через 20-30 минут вода в коллекторе нагреется от солнца, начнет циркулировать в системе по принципу конвекции и нагревать воду в баке.

Лучше использовать не радиаторы охлаждения двигателя, а конденсоры ( конденсаторы) автомобильных кондиционеров. На специализированных СТО старые можно купить по цене алюминиевого лома, ( их неохотно принимают и цена ниже).

Повреждения там незначительные обычно, под давлением использовать нельзя, а в ГК давления нет,сойдёт. Отремонтировать можно хоть холодной сваркой.

Они однорядные и быстро нагреваются. Соединять их легко,но из-за малого сечения, соединять нужно параллельно,а не последовательно.

Не забудьте тщательно промыть…

Posted on Февраль 8th, 2016

Алексей, спасибо! Не знал.

Posted on Февраль 29th, 2016

Здравствуйте, живу в Хабаровске.

До какой температуры нагревает воду? Как работает система зимой?

В основном для каких целей используют( теплый пол, бытовая горячая вода,душ или в бане для помыва) .

Posted on Сентябрь 4th, 2017

Здравствуйте! Нагревает до 60 – 80°C в летний период. Зимой не испытывали – нужна незамерзайка. Делали коллектор по подобной схеме для дачи. Цели – бытовая горячая вода, в бане-душе для помывки, подогрев воды в бассейне…