Солнечный водонагреватель своими руками

Хочу показать свой самодельный солнечный водонагреватель сделанный своими руками. Возможно мой опыт будет кому то полезен.

Начну с того, что у меня кухня, находится в отдельном домике рядом с домом. В этой летней кухне стоит котел, от него отопление идет в дом, так же котел является и водогрейкой.

Зимой когда котел работает постоянно, еще нормально так, как горячая вода есть всегда, а вот летом если нужна горячая вода, то приходится разжигать котел. Летом в кухне и так парилка, а с работающим котлом вообще ужас.

Как то в интернете нашел видео, как люди делают солнечные водогрейки для летнего душа, но я решил пойти дальше и таким образом обеспечить дом горячей водой.

Водогрейки делал сразу 2 шт, купил лист УСБ 8 мм и распилил пополам, из одной половины получается 1 водогрейка.

Дальше всё показано на фото:
Сборка короба для водонагревателя.
Швы замазал герметиком.
На дно укладываем пеноплекс толщиной 20 мм, четко ложится 2 листа
Закупил ПВХ тройники, приступаем к пайке.

Поверх пеноплекса, уложил черную светонепроницаемую пленку, она состоит из двух частей, бумага и пленка, вообще это были пакеты для фотобумаги, когда то в своё время работал в фотосалоне. Во вторую водогрейку, вместо этой пленки на пеноплекс постелил фольгу и покрасил в черный матовый.

Устанавливаем тройники в короб, подгоняем шланги для воды.

Для более плотного соединения используем фум ленту и перед тем как одеть шланг, прогреваем его строительным феном и пока не остыл обжимаем хомутом. Хомуты использовал самые дешевые по 5 руб т.к. их требуется затянуть один раз.

Затем, красим всё в чёрный матовый. На покраску ушло примерно 1,5 баллончика краски.

Застеклил короб, стеклами из старых оконных рам. Стекла посажены на силикон.
В качестве резервуара использовал 200 литровую пластиковую бочку. Утеплил бочку вспененной теплоизоляцией.

По скольку, солнце губительно для этой изоляции, то поверх укутываем её ещё фольгой. Этот способ уже проверен временем и если не повредить фольгу, то изоляции ничего не будет.

Бочка уже с установленными в неё трубками из нержавейки. Подключил солнечный водонагреватель, все шланги, трубы утеплил вспененной изоляцией и так же поверх изоляцию укутал фольгой.

Сначала, думал, что циркуляция воды, будет осуществляться естественным путем, но так как это происходит очень медленно, было решено установить насос. Дома завалялся новый насос с печки от Газели, то его и было решено установить.

Насос питает блок питания на 6,7 В, 2,5 А, этого вполне хватает для прокачки воды. Насос работает в пол силы, а большего там и не надо.

Проследил когда солнце попадает на водогрейку, это примерно с 10 часов и до 17 часов. Установил механический таймер на это время и теперь насос работает только тогда, когда нужно. Конечно его приходится отключать в том случае если идет дождь или очень пасмурно, но это бывает редко, поэтому всё и так норм.

Вообще был зафиксирован максимальный нагрев воды в 51 градус.
Сейчас уже емкость запитана в систему, а именно в выход из котла. Теперь в случае если солнышко не нагрело воду, то можно включить котел. Через эту же трубу можно набрать емкость.

Для увеличения давления был использован еще один насос от печки Газели. Теперь горячая вода есть почти всегда, покупаться можно даже утром, вода в бочке не успевает остыть за ночь. Да и в случае отключении воды у меня 200 литров запас есть.

Подведу итог: что бы я изменил в этой конструкции. Вода через водогрейку прогоняется принудительно, то можно было бы взять шланг для воды меньшим диаметром и уложить спиралью. Водогрейка стала бы ещё более эффективной.

Автор самоделки: Анатолий. г. Краснодар.

Как сделать солнечный водонагреватель

Солнце является мощным и бесконечным источником тепловой энергии для нашей планеты. Она достается нам абсолютно бесплатно, отсюда и возникла идея использовать ее для потребностей человека.

Другое дело, что устройства – преобразователи солнечного излучения в тепло нынче достаточно дороги. Даже небольшой солнечный коллектор заводского изготовления стоит приличных денег.

Зато собственноручно смастерить самодельный солнечный водонагреватель может любой желающий, а как это сделать, будет рассказано в этой статье.

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.

Примечание. Вакуумные трубки изготавливаются из кварцевого стекла, которое, в отличие от обычного, пропускает волны ультрафиолетового диапазона. Это позволяет поглощать энергию солнца во время облачности и в холодный период года.

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.

Для справки. Существует еще один способ воспользоваться энергией солнца – установить обычный водонагреватель на солнечных батареях, вырабатывающих электричество. Но такая система очень дорога, хотя может функционировать круглогодично.

Выбор материалов

Итак, определившись с концепцией будущего солнечного нагревателя для воды, перейдем к подбору материалов для теплообменника. Тут есть из чего выбирать, нагревательный контур можно сделать из:

медной трубки – идеальный вариант;
черных полимерных труб;
секций плоских стальных радиаторов;
алюминиевых трубок.

Примечание. Мастера – умельцы, давно воплотившие идею в жизнь у себя дома, применяли в качестве нагреваемого контура резиновый садовый шланг черного цвета или теплообменник от старого холодильника.

Сложнее всего определить теплообменную поверхность змеевика. Если вместо него взять стальные радиаторы, то долго думать не придется. Все равно больше 2 панелей в одном корпусе установить не получится, иначе конструкция будет слишком тяжелой.

В остальных случаях солнечный водонагреватель, сделанный своими руками, надо рассчитывать экспериментальным путем. Солнечная активность в каждом регионе разная, также играет роль расположение дома и его ориентация в пространстве.

Поэтому дать однозначные рекомендации о длине змеевика из такого-то материала затруднительно, ее надо определить индивидуально.

Для изготовления корпуса теплоприемника можно взять деревянные доски и лист фанеры, а вместо лицевой панели из стекла применить такой простой материал, как поликарбонат. Он прозрачен и достаточно прочен, разбить его не сможет даже сильный град.

Так что водонагреватель из поликарбоната выйдет ничем не хуже стеклянного. Что касается накопительного бака, то его можно смастерить из листового металла либо приобрести готовую пластмассовую или стальную емкость. Соединительные трубы проще всего поставить полимерные, например, из металлопластика.

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.

Солнечный коллектор своими руками — как собрать гелиоколлектор

Альтернативные источники возобновляемой энергии пользуются огромной популярностью. В некоторых странах ЕС автономное теплоснабжение покрывает более 50% потребностей в энергии. В РФ солнечные коллекторы пока не получили широкого распространения. Одна из основных причин: дороговизна оборудования. За гелиопанель отечественного изготовителя потребуется отдать не менее 16-20 тыс. руб. Продукция европейских брендов обойдется еще дороже, начиная с 40-45 тыс. руб.

Изготовление солнечного коллектора своими руками будет дешевле, по крайней мере в половину. Самодельный гелиоколлектор обеспечит достаточным количеством тепла для нагрева душевой воды на 3-4 человек. Для изготовления понадобятся строительные инструменты, смекалка и подручные средства.

Из чего можно сделать гелиосистему

Для начала следует разобраться в том, какой принцип работы использует солнечный водонагреватель. Во внутреннем устройстве блока присутствуют следующие узлы:

корпус;
абсорбер;
теплообменник, внутри которого будет циркулировать теплоноситель;
отражатели для фокусировки солнечных лучей.

Заводской коллектор для нагрева воды от солнца работает следующим образом:

Абсорбция тепла — солнечные лучи проходят сквозь стекло, расположенное поверх корпуса, либо через вакуумные трубки. Внутренний абсорбирующий слой, контактирующий с теплообменником окрашен селективной краской. При попадании солнечных лучей на абсорбер выделяется большое количество тепла, которое собирается и используется для нагрева воды.
Теплопередача — абсорбер расположен в тесном контакте с теплообменником. Аккумулируемое абсорбером и передаваемое теплообменнику тепло нагревает жидкость, движущуюся по трубкам к змеевику внутри бака теплонакопителя. Циркуляция воды в водонагревателе осуществляется принудительным или естественным способом.
ГВС — используется два принципа подогрева горячей воды:
1. Прямой нагрев — горячая вода после нагрева попросту сбрасывается в теплоизолированную емкость. В моноблочной гелиосистеме в качестве теплоносителя используется обычная бытовая вода.
2. Второй вариант — обеспечение ГВС с пассивным водонагревателем по принципу косвенного нагрева. Теплоноситель (часто антифриз) под давлением направляется в теплообменник гелиоколлектора. После нагрева разогретая жидкость подается в накопительный бак, внутри которого встроен змеевик (играющий роль нагревательного элемента), окруженный водой для системы горячего водоснабжения.Теплоноситель разогревает змеевик, посредством чего и передает тепло воде, находящейся в емкости. При открытии крана нагретая вода из теплоаккумулирующей ёмкости поступает к точке водоразбора. Особенность гелиосистемы с косвенным нагревом в способности работать в течение всего года.

Принцип работы, используемый в дорогостоящих заводских гелиосистемах, копируется и повторяется в коллекторах, изготавливаемых своими руками.

Рабочие конструкции солнечных водонагревателей имеют схожее устройство. Только изготавливаются из подручных материалов. Существуют схемы производства коллекторов из:

поликарбоната;
вакуумных трубок;
ПЭТ бутылок;
пивных банок;
радиатора холодильника;
медных трубок;
ПНД и ПВХ труб.

Судя по схемам, современные «Кулибины» отдают предпочтение самодельным системам с естественной циркуляцией, термосифонного типа. Особенность решения в том, что накопительную емкость располагают в верхней точке ГВС. Вода самотеком циркулирует в системе и подается потребителю.

Коллектор из поликарбоната

Изготавливают из сотовых панелей, отличающихся хорошими теплоизоляционными свойствами. Толщина листов от 4 до 30 мм. Выбор толщины поликарбоната зависит от необходимой теплоотдачи. Чем толще лист и ячейки в нем, тем больше воды сможет нагреть установка.

Чтобы самому сделать гелиосистему, в частности самодельный солнечный водонагреватель из поликарбоната, понадобятся следующие материалы:

две штанги с нарезанной резьбой;
пропиленовые уголки, на фитингах должно быть наружное резьбовое соединение;
пластиковые трубы ПВХ: 2 шт, длина 1,5 м, диаметр 32;
2 заглушки.

Трубы укладывают в корпус параллельно. Подключают к ГВС через отсекающие краны. Вдоль трубы делают тонкий надрез, в который можно вставить лист поликарбоната.

Благодаря принципу термосифона вода будет самостоятельно поступать в желобки (ячейки) листа, нагреваться и уходить в накопитель, расположенный вверху всей системы нагрева.

Для герметизации и фиксации листов, вставленных в трубу, используют силикон, стойкий к термическому воздействию.

Чтобы увеличить теплоэффективность коллектора из сотового поликарбоната, лист покрывают любой селективной краской. Нагрев воды после нанесения селективного покрытия ускоряется приблизительно в два раза.

Коллектор из вакуумных трубок

В этом случае не получится обойтись исключительно подручными средствами. Для изготовления солнечного коллектора придется купить вакуумные трубки. Их продают компании, занимающиеся обслуживанием гелиосистем и непосредственно производители гелиоводонагревателей.

Для самостоятельного производства лучше выбирать колбы с перьевыми стержнями и тепловым каналом heat-pipe. Трубки легче монтировать и менять в случае необходимости.

Также нужно приобрести блок-концентратор для вакуумного солнечного коллектора.

При выборе обращают внимание на производительность узла (определяется по количеству трубок, которые можно одновременно подключить к устройству).

Раму изготавливают самостоятельно, собирая деревянный каркас. Экономия при изготовлении в домашних условиях, с учетом приобретения готовых вакуумных трубок, составит не менее 50%.

Гелиосистема из пластиковых бутылок

Для приготовления потребуется около 30 шт. ПЭТ бутылок. При сборке удобнее использовать тару одинакового размера на 1 или 1,5 л. На подготовительном этапе с бутылок снимают этикетки, поверхность тщательно промывают. Кроме пластиковой тары понадобится следующее:

12 м шланга для полива растений, диаметром 20 мм;
8 Т-образных переходников;
2 колена;
рулон тефлоновой пленки;
2 шаровых крана.

При изготовлении солнечных коллекторов из пластиковых бутылок внизу основания делают отверстие, равное диаметру горлышка, куда вставляют резиновый шланг, либо ПВХ трубу. Коллектор собирают в 5 рядов по 6 бутылок на каждой линии.

В ясный день уже через 15 мин. вода нагреется до температуры 45°С. Учитывая высокую производительность солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок имеет смысл подключить к накопительной емкости в 200 л. Последнюю хорошо утепляют для предотвращения теплопотерь.

Коллектор из алюминиевых пивных банок

Алюминий отличается хорошими теплотехническими характеристиками. Не удивительно, что металл используют для изготовления радиаторов отопления.

Алюминиевые банки можно применять при изготовлении самодельных гелиосистем. Для производства не подойдут банки из жести и любого другого металла.

Для одной гелиопанели будут необходимы следующие комплектующие:

банки, около 15 шт. на линию, в корпус вмещается 10-15 рядов;
теплообменник — используется коллектор из резинового шланга, или пластиковых труб;
клей для склеивания банок между собой;
селективная краска.

Поверхность банок окрашивается в темный цвет. Короб накрывают толстым стеклом или поликарбонатом.

Солнечный коллектор из алюминиевых банок чаще изготавливают для воздушного отопления. При использовании водяного теплоносителя снижается теплоэффективность устройства.

Гелиосистема из холодильника

Еще одно популярное решение, требующее минимальных затрат времени и средств. Солнечный коллектор делают из радиатора старого холодильника. Змеевик уже окрашен в черный цвет. Достаточно только уложить решетку в деревянный корпус с изоляцией и подключить его к ГВС, при помощи пайки.

Существует вариант изготовления из конденсатора кондиционера. Для этого несколько радиаторов соединяют в единую сеть. Если существует возможность приобрести дешево около 8 шт. конденсаторов, изготовление коллектора вполне возможно.

Коллектор из медных трубок

Медь отличается хорошими теплотехническими свойствами. При изготовлении медного солнечного коллектора используют:

трубы диаметром 1 1/4″, используемые при монтаже систем отопления и горячего водоснабжения;
трубы на 1/4″, используемые в системах кондиционирования;
газовая горелка;
припой и флюс.

Корпус радиаторной решетки собирается из медных труб с большим диаметром. В поверхности просверливают отверстия равные 1/4″. В полученные пазы вставляют трубы соответствующего диаметра. Радиатор закрывают стеклом или поликарбонатом. Медь окрашивают селективной краской.

Солнечный бойлер из ПНД труб и ПВХ шлангов

При производстве гелиосистем используют практически любой подручный материал. Существуют решения, позволяющие изготовить коллектор из гофрошланга, резинового шланга, используемого для полива растений.

Из металлопластиковой трубы гелиосистемы не делают из-за резиновых уплотнителей фитингов, не выдерживающих сильного нагрева. При интенсивном солнечном излучении нагрев в коллекторе достигает 300°С. При перегреве уплотнительные прокладки обязательно дадут течь.

Существует возможность изготовления солнечного коллектора из гофрированной нержавеющей трубы. Популярность решения обусловлена скоростью и простотой монтажа. Гофротруба из нержавейки укладывается кольцами или змейкой. Недостаток, относительная дороговизна нержавеющей гофрированной трубы.

Несмотря на существующие варианты, описанные выше, наиболее популярными остаются солнечные коллекторы из пропиленовых и ПНД труб. У каждого варианта есть свои преимущества:

Солнечный коллектор из ПНД трубы — для изготовления выбирают материал, устойчивый к нагреванию. Продается большое количество фитингов, облегчающих сборку теплоаккумулирующего радиатора. Трубы из полиэтилена низкого давления изначально имеют черный или темно-синий цвет, поэтому не требуют окрашивания.
Солнечный коллектор из ПВХ труб — популярность решения в простоте монтажа конструкции, осуществляемого с помощью пайки. Наличие большого количества уголков, тройников, американок и других фитингов облегчает процесс сборки. С помощью пайки можно создать теплообменник коллектора любой конфигурации.

Изготовление солнечного водогрейного коллектора из PEX трубы:

Все описанные трубы с той или иной эффективностью используются в качестве сердечника при изготовлении самодельного гелиоколлектора из пластиковых бутылок и алюминиевых банок.

Как сделать селективное покрытие

Высокоэффективный коллектор имеет высокую степень поглощения солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, после чего нагревают ее.

Чем меньше излучения отталкивается от абсорбера солнечного коллектора, тем больше тепла остается в гелиосистеме.

{banner_downtext}Чтобы обеспечить достаточную аккумуляцию тепла требуется создать селективное покрытие. Вариантов производства несколько:

Самодельное селективное покрытие коллектора — используют любые черные краски, которые после высыхания оставляют матовую поверхность. Есть решения, когда в качестве абсорбера коллектора применяют непрозрачную темную клеенку. На трубы теплообменника, поверхность банок и бутылок наносят черную эмаль, с матовым эффектом.
Специальные абсорбирующие покрытия — можно пойти другим путем, приобретя для коллектора специальную селективную краску. В состав селективных ЛКМ входят полимерные пластификаторы и присадки, обеспечивающие хорошую адгезию, теплостойкость и высокую степень поглощения солнечных лучей.

Гелиосистемы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут обойтись окрашиванием абсорбера в черный цвет при помощи обычной краски. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. Экономить на краске нельзя.

Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше

Изготовить в домашних условиях солнечный коллектор, способный по техническим характеристикам и показателям сравниться с заводской продукцией нереально. С другой стороны, если требуется просто обеспечить достаточным количество воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно для работы простейшего самодельного водонагревателя.

Что касается жидкостных коллекторов, работающих зимой — то даже не все заводские гелиосистемы могут работать при низких температурах. Всесезонные системы, это чаще всего устройства с вакуумными тепловыми трубками, с повышенным КПД, способные работать до температуры –50°С.

Заводские гелиоколлекторы часто укомплектовываются поворотным механизмом, автоматически подстраивающим угол наклона и направленность панели по сторонам света, в зависимости от расположения Солнца.

Эффективный солнечный водонагреватель тот, что полностью соответствует поставленным перед ним задачам. Для подогрева воды на 2-3 человек летом, можно обойтись обычным гелиоколлектором, изготовленным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую гелиосистему.

Видеокурс по изготовлению панельного солнечного водонагревателя

Солнечный водонагреватель своими руками: как изготовить самодельную установку

Отопление

07.09.2018

6 тыс.
4 тыс.
6 мин.

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.

Как нагреть воду на даче. Солнечный коллектор своими руками

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.

Солнечный коллектор нагреватель воды своими руками Часть 1

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.

Во внутренней трубке находится медный контур, в котором циркулирует теплоноситель — низкокипящий фреон, нагревающий конструкцию вакуумного гелиоколлектора. Процесс нагревания реализуется благодаря испарению технологической жидкости и передачи тепла рабочей жидкости, которая находится в главном контуре. Как правило, для этих целей используется антифриз.

Солнечный коллектор своими руками

Такая система может обеспечить работу при температуре до 50 градусов. Самостоятельно построить эту конструкцию достаточно сложно. В связи с этим самодельных устройств подобного типа существует очень мало.

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.

Солнечный коллектор своими руками — обзор, обвязка.

Жидкостный контур состоит из вертикально расположенных трубок. Они присоединяются к горизонтальному контуру с большим диаметром. Входные и выходные отверстия располагаются диагонально. Такая схема позволяет максимально эффективно отбирать тепло с теплообменника. Зачастую антифриз выступает основным теплоносителем. Но можно выбирать и другие незамерзающие вещества.

Абсорбер необходимо покрасить светопоглощающей краской. Короб утепляется изоляционными материалами, а сверху устанавливается закалённое стекло или оргстекло. Упростить задачу можно с помощью деления площади остекления на две части. Для более высокой производительности применяются стеклопакеты.

Такая конструкция создаёт эффект термоса, что позволяет уменьшить теплопотери от ветра, дождя и других погодных явлений.

Принцип работы следующий:

1. Нагретый антифриз от солнечных лучей движется по трубкам и через ветку отбора попадает в аккумулирующую ёмкость.
2. Когда жидкость движется по теплообменнику, она передаёт тепло воде.
3. После охлаждения антифриз снова попадает в нижнюю часть контура для повторного нагрева.
4. Горячая вода поднимается в верхнюю часть ёмкости и отбирается для использования в различных направлениях (отопление дома, горячее водоснабжение и тому подобное). В ёмкости теплообмена пополнение количества воды происходит за счёт подключённого водопровода.
5. Если система используется для отопления дома, то для движения воды в замкнутом контуре применяется циркуляционный насос.

Современные технологии позволяют использовать нагретый теплоноситель даже после того, как солнце скроется за тучами. Происходит это благодаря постоянному движению теплоносителя и наличию теплоаккумулирующей ёмкости.

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.

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.

Солнечный водонагреватель своими руками.

Как сделать солнечный водонагреватель для дома своими руками?

Источником альтернативной энергии являются гелиоколлекторы, прогревающие воду за счет солнечного света.

Это дорогостоящее оборудование, но позволяет экономить до 60% электроэнергии не только летом, но и в зимний период. Существуют варианты, как сделать солнечный водонагреватель своими руками.

Водонагревательные гелиосистемы используют в бытовых условиях для обеспечения дома горячей водой, отопления, подогрева воды в бассейне и т.д.

Солнечные водонагреватели для дома

Гелиосистема нагрева воды состоит из:

Коллектор. Представляет собой совокупность труб небольшого диаметра. Проходя по ним, вода успевает прогреться солнечным светом.
Электронасос, создающий давление воды в системе. Некоторые модели работают за счет естественных сил гравитации.
Система трубопроводов.
Накопительный бак для прогретой воды. Целесообразно устанавливать, когда велика вероятность частой смены погодных условий. Бак сохранит горячую воду на следующий (пасмурный) день Предусмотрен не во всех моделях. Кроме того, внутри накопительной емкости может устанавливаться электроТЭН, чтобы подогревать воду до нужной температуры в пасмурные дни. Даже в этом случае наблюдается значительная экономия электричества.

Несколько причин купить газовые водонагреватели проточного типа >>>

Типы водонагревательных систем:

1.По подаче воды:

активные – вода подается электронасосом;
пассивные – подается естественным путем.

2.Структура контура (у активных модификаций):

с открытым контуром, в котором непосредственно циркулирует жидкость, использующаяся для горячего водоснабжения;
с закрытым контуром (заполняются антифризом, другой жидкостью, позволяющей использовать водонагреватель при минусовой температуре. Циркулирует внутри змеевика, прогревая жидкость внутри накопительного резервуара).

3.Способ прогревания воды:

накопительные (вода прогревается в емкости);
проточные (течет по протяженной системе труб теплообменника, прогреваясь солнечным теплом).

Накопительный водонагреватель

Отличительная особенность – наличие накопительной емкости, где вода прогревается теплообменником, который может быть заполнен антифризом, так как это вещество не замерзает при минусовой температуре.

Вещество постоянно циркулирует по гелиосистеме. Наружный контур сооружен довольно протяженным, чтобы жидкость успевала прогреться, проходя через него.

Нагретое вещество поступает во второй контур, расположенный внутри накопительного бака, отдает тепло воде, затем, охлажденное, возвращается обратно.

При помощи такой циркуляции постоянно прогревается вода для отопления, системы горячего водоснабжения.

Объем резервуара варьируется в зависимости от нужд, требований. Также внутри бака может располагаться дополнительный электроТЭН, либо второй прогревающий контур (от электро-, газоснабжения). Предназначен для вспомогательного подключения в случаях, когда солнечного света недостаточно для отопления дома, прогрева воды до нужной температуры.

Накопительная гелиосистема своими руками

При наличии необходимого оборудования, материалов вполне под силу сделать накопительный нагреватель воды самостоятельно. Как правило, такие устройства широко используются на дачах в летний период для обустройства летнего душа. При должной доработке их можно трансформировать до уровня полноценной гелиосистемы, обеспечивающей дом отоплением, горячим водоснабжением.

Как сделать солнечный водонагреватель своими руками?

Солнце – экологически чистый, бесплатный источник энергии. Проблема его использования кроется в сложности преобразования. Потому средних размеров солнечный коллектор обойдется в несколько десятков тысяч рублей. Сегодня солнечный водонагреватель своими руками может собрать любой в домашних условиях.

Принцип действия

Изготовленные на заводе коллекторы могут нагревать воду даже зимой. Чтобы собрать аналог такого устройства дома необходимо понимать принцип его работы. Изготовленные в заводских условиях конструкции имеют презентабельный внешний вид.

Само устройство фактически является батареей – собирается оно из большого количества трубок. Обычно для сборки применяется кварц. Внутри каждого цилиндрического контейнера присутствует ещё один – окрашенный в черный цвет, наполненный веществом меняющим свое агрегатное состояние на газообразное при низких температурах

Из пространства между двумя стеклянными цилиндрами откачан воздух, создается вакуум. Таким способом удается решить сразу две задачи:
· избежать потери тепловой энергии;
· снизить влияние окружающей среды.

Стороны стеклянных трубок зафиксированы внутри коллектора имеющего горизонтальное расположение. По ним протекает вода. Под воздействием солнечного света трубы быстро, эффективно поглощают тепло. После чего энергия передается воде за счет испарения и обратного процесса – конденсации.

Алгоритм работы конструкции, изготовленной в заводских условиях, следующий:
1. происходит нагревание рабочего тела, вещество переходит в газообразное состояние;
2. пар становится легче воздуха, поднимается в верхнюю часть стеклянных цилиндров;
3. накопленная энергия передается воде, происходит нагрев;

4. пар становится жидкостью, возвращается в свое первоначальное состояние.

Водонагреватели часто подключаются к змеевику – косвенного нагрева. Это позволит нагреть теплоноситель для системы отопления дома.

Важная особенность кварцевого стекла – оно пропускает ультрафиолетовое излучение. Именно это позволяет добиться высокого КПД работы, преобразовывать свет в любую погоду (солнечную, пасмурную). Самостоятельно изготовить кварцевые цилиндры, откачать из них воздух в бытовых условиях практически невозможно.

Однако солнечный нагреватель воды своими руками сделать возможно. Необходимо лишь выбрать подходящее техническое решение. Наиболее простое – безнапорный водонагреватель с передачей тепла напрямую.

Изготавливается корпус прямоугольной формы, его задняя стенка хорошо утепляется (можно использовать пенопласт). Рабочей поверхностью будет являться медный змеевик – он соединяется с накопительным баком.

Циркуляция жидкости в контуре происходит естественным образом. Теплоноситель нагревается напрямую. Температура возрастает постепенно. Такая конструкция в разы дешевле коллектора вакуумного типа, изготовить её не составит труда дома. Однако эффективность ниже в несколько раз.

Более дорогостоящая альтернатива – использовать обычный водонагреватель, запитанный солнечными батареями. Однако экономическое обоснование такого решения сомнительно.

Что потребуется для сборки?

Перед началом работ по сборке нужно будет подготовить все необходимое. Большая часть материалов доступа в обычно строительном магазине. Основной рабочий элемент – нагревательный контур. Необходимо выбрать подходящий материал, толщину трубок. От этого напрямую зависит КПД работы конструкции. Можно использовать следующее:

· медные трубки небольшого диаметра;
· полимерные трубы – черного цвета (ПВХ);
· радиаторы бытовые – из стали либо алюминия;
· обычные алюминиевые трубки.

Некоторые умельцы используют полноценный заводской теплообменник – снятый со старого холодильника. Это существенно упрощает процедуру. Но КПД конструкции будет мал.

Хорошее решение – использовать медные либо алюминиевые трубки. Они отлично проводят тепло. Можно без труда найти в продаже подходящий диаметр, толщину. Но могут возникнуть проблемы с соединением отдельных труб.

Требуется сварочный аппарат, навык работы.

Стальной радиатор – выгодное решение. Стоимость его невелика. Кроме того можно обзавестись таким бесплатно. Многие меняют в своих домах радиаторы на современные алюминиевые. Покрашенная черным батарея станет отличным теплосборником.

Необычное решение – садовый шланг. Творческий подход позволит использовать обычный черный гибкий пластик как полноценный коллектор. Учитывая низкую стоимость этого материала, такое техническое решение имеет право на жизнь.

Основание может быть изготовлено из различных материалов:
· дерево;
· металл;
· пластик.

Каждый материал имеет свои преимущества. Проще всего работать с деревом – для сборки достаточно пилы, шуруповерта и саморезов (либо гвоздей и молотка). Однако такая рама будет подвержена коррозии при установке на улице.

Необходимо будет провести антисептическую обработку. Альтернатива – металл. В продаже представлен большой выбор уголков, товаров иного сечения. Обработка занимает много времени. Но такая рама прослужит не один десяток лет.

Теплотехнический расчет

Стоит отметить: самым сложным, важным этапом является процесс теплотехнического расчета. Перед тем как приступить к выбору материала, сборке конструкции следует определить требуемую производительность, выполнить вычисления. Проще всего разобраться с расчетом на простом примере. Пусть на 1 квадратный метр коллектора в солнечный день вырабатывается 850 – 1000 Вт тепла.

https://www.youtube.com/watch?v=H9eBcnAzXmY

При вычислениях обязательно учитываются тепловые потери – на обеих сторонах. Следует учесть показатель теплоизоляции утеплителя. Наиболее доступный, дешевый материал – пенополистирол. Величина коэффициента тепловых потерь составляет 0,05 Вт/м* 1 градус Цельсия. Даны следующие исходные данные:

· толщина материала – 10 см;
· разница температур между окружающей средой и теплоносителем – 50 градусов Цельсия.
Тепловые потери рассчитываются следующим образом:
0,05/0,1 * 50 = 25 Вт.

Следует удвоить данную величину – требуется обязательно учесть наличие боковых стенок, труб. В результате мы получаем приблизительную величину – 50 Вт с каждого 1 квадратного метра коллектора. Чтобы прогреть 1 л жидкости на 1 градус Цельсия понадобится приблизительно 1.1 Вт. Производительность составит: 850/1,1 = 772,72 кг * 1 градусов Цельсия.

Обозначенная выше величина означает, что рассчитываемая установка на каждый квадратный метр своей площади сможет прогреть 20 литров воды до температуры 35 градусов Цельсия.

Производительность водонагревателя вычисляется по специальной формуле:
W = Q * V * δT, где
· Q – величина тепловой емкости жидкости (воды либо другой);
· V – объем;
· δT – показатель разности температур (рассчитывается на входе, выходе из установки).

Необходимо учитывать, что тепловая емкость различается – это табличное значение. Например, для обычной воды показатель составляет 1.1 Вт * 1 градус Цельсия.

Согласно среднестатистическим показателем человек тратит 50 л воды в сутки. Для организации нормального горячего водоснабжения требуется нагреть воду до 40 градусов Цельсия.

Воспользовавшись обозначенной выше формулой, рассчитываем затраты энергии:

W = 1.1 * 50 * 40 = 2 300 Вт.

Чтобы получить нужную нам площадь гелиоколлектора полученный результат следует разделить на суммарное количество солнечной энергии, выделяемой на 1 квадратный метр поверхности земли. Эти данные уже рассчитаны, представлены в справочной документации. Достаточно подставить нужный параметр.

Процесс сборки

Спроектировать схему солнечного водонагревателя своими руками не составит труда. Предварительно выбирается материал – в нашем случае это будет медь. Перед началом работы подготовим:

· лист меди толщиной 0,2 мм (площадь – 0,98 * 8 м);
· медную трубу диаметром 10 мм – 20 м;
· медную трубу диаметром 22 мм – 2,5 м;
· втулку с наружной резьбой диаметром ¾ дюйма – 2 штуки;
· заглушки с резьбой ¾ — 2 штуки;
· припой для пайки ПОС-40 – не менее 500 г;
· состав для придания абсорберу черного цвета;
· металлические мебельные уголки – 32 штуки;
· плиту OSB;
· утеплитель (хорошо подойдет базальтовая вата – толщиной от 50 мм);
· рейки прямоугольного сечения 20 на 30 мм – 10 метров;
· оконное стекло толщиной 4 мм – 0,98 на 2,01 м.
Порядок работы:
1. используя труборез, нарезаем медную трубу на отдельные куски:
a. 2 штуки диаметром 22 мм и длиной 1,25 м;
b. 10 штук диаметром 10 мм и длиной 2 м;
2. в трубках толщиной 22 мм делаем 10 отверстий диаметром 10 мм – отступ между отдельными составит 10 см;
3. далее в отверстия вставляем отрезы труб меньшего диаметра – выступ внутрь не должен быть более 2 мм;

4. отдельные компоненты соединяются между собой.

Местам спайки нужно уделить большое внимание – внутри абсорбера создается давление. Дальнейший ход работ включает этапы:
1. устанавливаются заглушки по диагонали – используются имеющие диаметр ¾;
2. далее наворачивается штуцер на один из свободных входов, подключается компрессор;
3. создается давление 7 атмосфер – это позволит проверить герметичность соединения;

4. далее припаивается медный лист.

Добиться глубокого черного цвета можно без использования краски. Например, применив едкий натр (достаточно 60 грамм на 1 л воды). Важно помнить: такие вещества токсичны для человека.

После чернения изготавливается рама. Основные компоненты:
· дно – 1 * 2 м;
· боковые стороны – 0,16 * 2 м;
· верхняя панель – 0,18 * 1 м;
· нижняя панель – 0,17 * 1 м;
· пара опорных стоек.

Заготовленную рейку режут на части: 1,9 м – 4 штуки, 0.9 м – 2 штуки. Изготавливаем отверстия в панелях для вывода патрубков и вентиляции.

При помощи мебельных уголков аккуратно собирается опорная рама. Внутри неё располагаются перегородки. Чтобы избежать перекосов, нужно воспользоваться строительным угольником.

Дно устилается теплоизоляцией, поверх укладывается теплоотражающий материал. Хорошее решение – воспользоваться материалом обладающим устойчивостью к влаге.

Периметр аккуратно проклеивается резиновым уплотнителем.

Поверх укладывается оконное стекло, оно фиксируется специальным уголком заготовленным заранее. Чтобы избежать потерь – необходимо воспользоваться оконным уплотнителем. Он позволит сохранить энергию, минимизировать потери.

Разобраться, как сделать солнечный водонагреватель своими руками, можно без труда. Необходимо лишь запастись терпением, необходимыми инструментами.

Если вам было интересно, возможно вас заинтересует также статьи
«Как сделать ветрогенератор своими руками»
«Как собрать солнечную батарею своими руками»