Самым большим источником необходимой энергии является солнце. К тому же это безопасно и не требует никаких расходов. Современные технологии дают возможность обеспечить жилище человека горячей водой и теплом за счёт светила. Для комфорта в квартире можно использовать доступный и экономически выгодный способ — солнечные водонагреватели. Соорудить производительный коллектор, используя рекомендации специалистов и инструкцию, по силам даже новичку.
Основная информация
Устройство, нагревающее теплоноситель с помощью энергии солнца, называется жидкостным гелиоколлектором. В народе такой солнечный нагреватель называют водогрейкой. Применяют его для обогрева помещений и обеспечения горячей водой. Эффективность такой установки зависит от региона, но даже на севере России она позволяет получать горячее водоснабжение.
Типы коллекторов
Существуют разные виды водонагревателей от солнечной энергии. Они могут отличаться по типу циркуляции, которая бывает естественной или принудительной. В первом случае процесс протекает благодаря физическим свойствам воды. Когда жидкость нагревается, её объём увеличивается, но плотность будет меньше. Благодаря этому происходит её перемещение по трубам.
При принудительной циркуляции водонагревательный резервуар размещается над коллектором. Но такая процедура не всегда возможна, так как ёмкость для воды может быть очень большой.
По типу коллектора устройства бывают панельными и вакуумными. В первом случае трубки покрываются чёрной краской и закрепляются в панельном корпусе. Эта конструкция очень простая, а её эффективность небольшая. Она идентична радиатору и больше подходит для дачи, чтобы нагреть незначительное количество воды. Потери накопленного тепла могут быть ощутимыми.
Если коллектор вакуумный, то теплоноситель находится в трубке, помещённой в колбу, которая пропускает солнечные лучи. В таком случае потеря тепла практически исключена. Вода нагревается до точки кипения. Если используется масло, то его температура поднимается до 200 градусов. Это позволяет отапливать здание.
По типу контура циркуляции система нагрева воды от солнца бывает разомкнутой, одноконтурной и двухконтурной. Самой универсальной считается двухконтурная нагревательная система. Она используется для отопления жилища и водоснабжения.
Теплоносителями для всех систем являются вода, масло и антифриз.
https://youtube.com/watch?v=CV9jIib79m0
Сфера использования
Эта технология успешно используется во всём мире. Самое большое применение гелиоколлекторам нашли в странах южной Европы. Правительство ряда стран по закону обязывает жителей частных домов пользоваться солнечными нагревателями воды. Особенно это распространено в Италии, Греции, Испании и на Кипре. Последние несколько лет солнечные бойлеры набирают популярность в Китае, где их устанавливают на крышах многоэтажных зданий для обеспечения горячей водой всех квартир.
На начало миллениума уже насчитывалось огромное количество гелиоустановок, которые вместе заняли бы площадь в 71 млн м2. Пятая часть из них были европейскими. Подобные приборы необходимы для горячего водоснабжения и отопления частных домов, бытовых помещений, административных построек, заводов, цехов и других промышленных зданий.
Особый спрос на водонагреватели от солнечной энергии в пищевой и текстильной промышленности. Именно там проходит много производственных процессов, связанных с использованием горячей воды.
Инструкция по изготовлению
Прежде чем приступить к изготовлению плоского гелиоколлектора, следует внимательно изучить пошаговую инструкцию. Если есть необходимость, то нужно проконсультироваться со специалистом, который уже производил установку солнечного нагревателя воды. После этого надо подготовить все инструменты и материалы. Для этого понадобится:
шуруповёрт;- лобзик для работы с деревом;
- ножовка;
- кисти и краскопульт для чернения смонтированных труб.
Для изготовления каркаса устройства понадобятся пиломатериалы, фанера или лёгкие металлические профили. Трубки лучше брать медные. Затем нужно выполнить следующие этапы работы:
- 1. Для основания коллектора собрать коробку из фанеры. Потребуется два листа 1,52 х 1,52. Подходящая толщина — 1 см. Один лист пойдёт на детали, поэтому его следует распилить на бортики. Всего необходимо вырезать 4 маленьких детальки размером 0,76 х 0,38 м и 1 большую — 1,52 х 0,76 м.
- 2. Следующим этапом будет покраска внешней стороны в белый цвет, а внутренней — в чёрный. Краску необходимо брать матовую, а затем сверху покрывать лаком.
- 3. Для того чтобы закрепить короб, необходимо сделать раму. Для этого потребуется 60 метров бруса с сечением 5 х 5 см. Все детали надо обработать антисептиком для дерева до полной сборки. Это даст защиту конструкции от атмосферных осадков и перепадов температуры. Используя металлические уголки 5 х 5, следует закрепить детали саморезами.
- 4.
Коробка крепится на сделанной подставке. Последующая сборка должна проводиться на стенде под наклоном. - 5. Следующий шаг — разметка для креплений труб в требуемых местах. Для избежания теплопотерь они тоже окрашиваются чёрной краской.
- 6. Нарезать металлопластиковые трубы на фрагменты соответствующей длины. Для того чтобы все они были одинаковыми, необходимо за образец взять первый кусок. Ширина труб должна составлять 0,5 дюйма. В результате получится 45 штук по 2,14 м.
- 7. Потом на установке собирается змейка из трубчатых кусков. На поворотах змеевик крепится фитингами для металлопластиковых труб. Общее количество угловых колен будет 44 и соответственно 88 переходников. Для того чтобы соединения были герметичными, потребуется уплотнительная нить. Переходники в начале и конце змейки закрепляются. Они послужат для подсоединения шлангов подачи и вывода воды.
- 8. При помощи краскопульта покрасить всю установку в чёрный цвет.
- 9. Следующим действием будет подключение змеевика к насосу. Следует обратить внимание, нет ли где-нибудь протечки. Если в каком-то месте произошла разгерметизация, то необходимо слить воду и снова собрать конструкцию, после чего опять её проверить.
- 10. На верх короба устанавливается прозрачное стекло или монолитный поликарбонат. Идеально использовать цельный лист. Если такой возможности нет, то придётся соорудить металлическую раму для фрагментов. Не рекомендуется использовать больше 4 кусков. Затем необходимо надёжно закрепить панели. Для герметизации все стыки обработать прозрачным силиконом.
Эта схема подходит для коллектора мощностью 1,6−2 кВт. Для экономии средств можно использовать гибкую трубку из сшитого полиэтилена. Эта труба не требует покраски, так как она и так уже чёрная, и для её крепления понадобится всего два фитинга. Но если вода предназначается и для приготовления еды, то желательно использовать металлические трубы, что намного гигиеничнее. Таким образом, можно без особого труда сделать солнечный водонагреватель своими руками по схеме.
Особенности установки и эксплуатации
Устанавливая солнечный водонагреватель, следует подыскать ему просторное место, которое весь день будет находиться под солнечными лучами. Монтажный кронштейн или подрамник изготавливают из деревянных реек и устанавливают под градусом от 45 до 60 максимум. Расчёт делается на то, чтобы наклон можно было регулировать.
При помощи фитингов и металлопластиковых труб конструкцию подключают к бойлеру нагрева. Змеевик необходимо покрыть слоем термоизоляции. Для того чтобы снизить потери тепла, бак должен быть расположен близко к установке. Если нет естественной циркуляции теплоносителя, то надо обеспечить принудительную. В этом случае потребуется использование контроллера с термодатчиком, который врезают в выходной патрубок.
Включение прокачки рабочей жидкости по контуру будет осуществляться, когда температура поднимется до нужной точки. Во время тёплого сезона систему заправляют водой.
Для использования на протяжении всего года потребуется применение незамерзающей жидкости. С целью экономии допускается использование жидкости, предназначенной для бытовых отопительных систем или автомобильных радиаторов. Самый лучший вариант — специальный антифриз для солнечных батарей для нагрева воды.
Водонагреватели на солнечных батареях дома являются отличной экономией семейного бюджета зимой и дают возможность беречь природу.
