Солнечный водонагреватель: принцип действия – Инструкция

Требования к нагревателю

Для многих из нас дача – это не только клочок земли с грядками и плодовыми деревьями. При должном старании и определенных финансовых вложениях дачу можно превратить в полноценный загородный участок с комфортным домиком, в котором можно жить с ранней весны до поздней осени, и только зимой перебираться в городскую квартиру.

Различные модели бойлеров

Однако для полноценной жизни необходимо обеспечить бесперебойную работу основных коммуникаций. И здесь не обойтись без электрификации, а также водопровода. Кроме того, в дачных поселках центральные станции подогрева воды являются скорее исключением, чем правилом, и потому нужно дополнительно позаботиться об установке устройства, которое отвечать за горячее водоснабжение.

Если ваша дача электрифицирована, то наилучшим выбором будет электрический бойлер.

Желательно, чтобы он соответствовал таким требованиям:

  • Экономное потребление энергии . Дачные сети обычно не отличаются высокой мощностью, да и на генератор нагрузку нужно минимизировать, потому стоит пожертвовать скоростью нагрева в ущерб рациональному использованию электроэнергии.
  • Простота в регулировке . Желательно, чтобы присутствовала функция поддержания определенного уровня температуры: так использовать прибор будет куда удобнее.
  • Значительный объем бака . Чем больше воды мы сможем нагреть за раз, тем проще нам будет принять душ или даже ванну. Да и мытье большого количества посуды существенно облегчится.

В принципе, такие аппараты, как на фото, можно использовать и для организации летнего душа

  • Также инструкция рекомендует выбирать модели, не требующие частого обслуживания и профилактики (замены ТЭНов и других комплектующих). Если дача находится далеко от города, то и возить бойлер в сервисную службу, и приглашать мастера будет одинаково дорого и неудобно.
  • Наконец, не стоит забывать о таком требовании как безопасность в работе . Конечно, электронагреватели не входят в перечень лидеров по причинам пожаров, но все равно лучше выбирать модели с максимально надежной защитой электрических цепей от замыкания.

Что касается такого параметра как цена, то он во многом определяется требованиями к устройству, а также вашими финансовыми возможностями. На рынке доступны как бюджетные модели, способные подогреть небольшой объем воды для умывания, так и брендовые изделия на несколько сотен литров. Если вы не представляете полноценного отдыха без ванны – придется платить!

Как изготовить простейшую модель солнечного водонагревателя

Простейшим решением солнечного водонагревателя является бочка, окрашенная в черный цвет и установленная на крыше. Внутридомовая магистраль подключается к этой бочке и подает подогретую воду в точки раздачи.

Бочку можно заменить простым достаточно мелким корытом, закрываемым прозрачной крышкой. В обоих случаях система должна включать в себя:

  • трубу подачи холодной воды;
  • трубу перелива;
  • запорные элементы;
  • трубу выпуска подогретой воды.

Однако при облачной погоде оба этих варианта характеризуются крайне низкой эффективностью. Что же касается использования корыта, то дело осложняется необходимостью держать его в горизонтальном положении. Это не позволяет придать емкости такое положение относительно солнца, в котором обеспечивается максимальный нагрев воды.

Обзор рынка: производители и модели

Наибольшее развитие и распространение технология получила в южных странах, где поток энергии находится в постоянном доступе. Покупателей, которые решили приобрести и установить солнечные батареи для нагрева воды, цена нередко интересует даже больше, чем технические и эксплуатационные характеристики.

Рассмотрим наиболее известные фирмы, занимающиеся производством этого оборудования:

  • Sunrain Solar Energy Co., Ltd. Это китайская фирма, полностью изготавливающая водонагревательные системы на собственных предприятиях.
  • Buderus, Vaillant, Viessmann — три фирмы из Германии. Европейское оборудование славится своим качеством и возможностями, но немецкие установки являются эталоном среди всех альтернативных вариантов.
  • Ariston, Ferroli. Итальянские компании, обеспечивающие высокое качество и сравнительно низкие цены на отопительное оборудование.

Приобретая солнечные нагреватели воды, цена которых кажется весьма приемлемой, необходимо внимательно изучить паспорт и технические характеристики установки. Встречаются недобросовестные производители и продавцы, предлагающие поддельные устройства. Если есть сомнения, следует попросить сертификаты на оборудование. Если их не имеется в наличии, нужные устройства следует поискать в других магазинах.

Наливной водонагреватель для дачи

Начнем с самого простого и недорогого варианта — безнапорного наливного водонагревателя. Данный вариант идет в нескольких исполнениях — с мойкой или без мойки. Как правило, емкость идет объемом от 15 до 30 литров с тэном на 1-2 кВт.

Наливные водонагреватели для дачи

Конструкция и принцип работы данного водонагревателя до предела проста и работает по типу обычного чайника, только чайник нагревает небольшую емкость до кипения и выключается, а наливной водонагреватель постоянно поддерживает температуру, заданную поворотным переключателем.

Заполнение емкости для воды идет вручную с помощью наиболее сподручной ёмкости — ведра или таза. Также можно установить на бак шланг или трубу с краном, которая будет наполнять бак при необходимости.

Такой водонагреватель способен нагреть воду до 65 градусов. В зависимости от изначальной температуры, время нагрева может варьироваться от нескольких минут до получаса.

Стоит отметить, что бак водонагревателя не имеет никакой изоляции, которая способна долгое время удерживать температуру. Следовательно нагретая вода и остывает до комнатной температуры достаточно быстро.

Установка наливного водонагревателя на даче

Нужно определиться с местом. Причем определяться нужно до покупки, так как версия с мойкой занимает место по длине и ширине равноценное полноразмерной раковине 50*60

Также, при выборе места обратите внимание, чтобы на механические части водонагревателя не попадала вода.
Установите бак водонагревателя на надежной поверхности. Если хотите разместить на полке, то учтите нагрузку наполненного водонагревателя и при необходимости усильте крепления.
Проверить, чтобы кран был в зоне раковины, и не выходил за неё.
Наполните бак водонагревателя из шланга или другой ёмкости.
Подключите вилку водонагревателя в сеть и поверните включатель.
При включенном нагреве, должен гореть диод, обычно он красного цвета и находится на передней панели водонагревателя.

Какой марки выбрать наливной водонагреватель?

Практически все наливные водонагреватели производятся в России. Главное отличие среди них — качество сборки. Вроде бы тут настолько простой механизм, как же его можно плохо собрать? Можно. Из своего личного опыта могу сказать, что наиболее добросовестно делает Акватекс, сам водонагреватель и мойка идет в пленке полиэтиленовой, плюс сама ещё мойка покрыта дополнительным слоем защищающим мойку от царапин при транспортировке.

Стоимость бака без мойки варьируется в пределах 1500 рублей, с мойкой же идут от 2500 рублей.

Солнечный нагреватель воды своими руками

Рассмотрим подробнее схему, как сделать два варианта солнечных водонагревателей для отопления дома своими руками.

  1. В стороне, которая будет снизу, сверлится отверстие.
  2. Устанавливается выходной патрубок.
  3. На патрубке навинчивается запорный кран. Можно установить насадку – душ.
  4. Прорезается отверстие в верхней стороне бака.
  5. По размеру делается крышка любой конструкции. Лишь бы в воду не попадал мусор.
  6. Снаружи бак окрашивается тёмной краской, подойдёт кузбасслак.

Если резервуар планируется подключать к водопроводу в доме, в нём делаются отверстия, в которые герметично врезаются трубы, подводящие холодную воду, и отводящие тёплую. Каждый отрезок водопровода снабжается запорной арматурой. В дальнейшем, такая система будет работать под контролем человека: открыть вентиль, чтобы наполнить бак, вовремя закрыть.

Очень облегчит жизнь установка простейшего датчика уровня воды в баке. Это может быть поплавковое устройство или датчик.

Цены и от чего они зависят?

Что касается конкретных цифр, то водонагреватели, выпускаемые в России, обойдутся примерно в 700─800 долларов США. Речь идёт о модели вакуумного типа. Примерно такие же цены на аналогичную китайскую продукцию. Водонагреватели немецких производителей стоят примерно 800─900 евро. Это дороже, но у них в комплекте идёт необходимый крепёж, а для изготовления коллекторов используется медь и нержавейка. Так, что деньги будут потрачены не зря.

Водонагреватель Viessmann Vitosol 200

  • Бренд;
  • Материал корпуса и теплоприёмника;
  • качество сборки;
  • способ укладки изоляционного материала и стоимость самого материала;
  • толщина стекла.

Естественно, что на цене отражаются конструктивные различия, о которых рассказывалось выше.

Используя солнечную энергию с помощью современных технологий, вы вполне сможете обеспечить горячей водой свой частный дом или садовый домик. Если хочется сэкономить, то сделать солнечный водонагреватель самостоятельно. Но фабричные системы, конечно, более надёжные и функциональные.
 

Типы солнечных водонагревателей

Делятся на 2 подвида:

  • Активные
  • Пассивные

У первого вида задействован насос для быстрого темпа циркуляции жидкости, второй вид не имеет насоса и вода идёт под своим напором, как правило, медленным.

Пассивные системы работают благодаря естественной гравитации без помощи, каких либо посторонних приспособлений. Поток воды зависит от разной плотности холодного и уже нагретого теплоносителя. Гораздо дешевле на современном рынке в отличие от активного вида нагревателей и лёгкие в самостоятельной сборке. Во многом теряют свою эффективность из-за отсутствия насоса, так как циркуляция в системе минимальна.

Активные системы привлекают к себе большое внимание благодаря своим функциям и расширенным возможностям. Активные системы используют электрические насосы, а также такие немаловажные детали как клапаны и контроллёры для циркуляции теплоносителя

Обладают высокой эффективностью, но гораздо сложнее в самостоятельной сделке и дороже на рынке.

Активные системы делятся на несколько видов:

  • С открытым контуром.Имеют в своей сборке насос, который циркулирует воду через коллекторы. Имеют большую популярность в регионах с температурой выше ноля на протяжении всего года, но характеристики разрешают эксплуатация от -20 градусов по Цельсию.
  • С закрытым контуром.В системах такого типа в качестве теплоносителя нельзя использовать обычную воду, как правило, для этого предназначен водно-гликолевый антифриз. Такой тип солнечного водонагревателя передаёт максимально нагретую воду. Имеют широкое распространение в холодных климатически зонах, где температура чаще всего ниже ноля, так как имеют отличную защиту от замерзания воды.

Как сделать полноценный солнечный водонагреватель своими руками (видео)

Основными элементами этого устройства являются:

  • подпиточная емкость;
  • аккумулирующий бак;
  • коллектор.

Достаточно подробно об изготовлении солнечного водонагревателя рассказывается в следующем видео:

По мнению знатоков, насос в систему устанавливать не сто́ит. Циркуляция воды должна происходить естественным путем. Чтобы добиться этого эффекта, бак необходимо установить выше теплоприемника, тогда как подпиточная емкость должна находиться выше аккумулирующей. Другая дельная рекомендация знатоков состоит в установке теплоизоляции на резервуар, содержащий подогретую воду. Для этого можно использовать любой рулонный утеплитель.

Чтобы автоматизировать процесс пополнения воды в системе, второй бак следует оснастить поплавковым клапаном.

В системе также должен иметься вертикальный патрубок, обеспечивающий выпуск воздуха. Для обеспечения большей эффективности его, как правило, поднимают на довольно приличную высоту.

Разновидности солнечных водонагревателей

Все устройства классифицируют по температуре, которую может обеспечить использование прибора, и по типу конструкции.

Температура нагрева

По температуре воды водонагреватели делятся на:

  1. Низкотемпературные. Эти конструкции могут обеспечить владельцев водой, подогретой до 50°.
  2. Среднетемпературные. Температура на выходе таких гелиоколлекторов составляет около 80°.
  3. Высокотемпературные. Эти установки без труда нагревают жидкость до температуры кипения.

Для тех, кто интересуется, как нагреть воду солнцем, но не приобретать для этих целей дорогое оборудование в магазине, есть другой выход — изготовление устройства своими руками

В этом случае можно обратить внимание только на два вида — на низко- и среднетемпературные приборы. Последние конструкции для домашнего мастера — недостижимая мечта

Конструктивно солнечные коллекторы делятся на три вида.

Плоские устройства

Это самая простейшая модель. Она представляет собой плоский короб с теплоизоляцией, внутри него находится контур из труб и светопоглощающая панель с повышенной теплопроводностью — абсорбер. Благодаря этой пластине нагревается вода, циркулирующая по контуру, расположенному над ней. Простота и эффективность таких плоских приборов привлекает домашних умельцев, поэтому подобных моделей разных модификаций придумано великое множество.

Вакуумные термосифонные установки

В конструкции этих приборов используют эффект термоса. В роли нагревательных элементов выступает большое количество двойных стеклянных колб. Внешний их слой изготавливают из ударопрочного материала — закаленного стекла, защищающего оборудование от ветра и града. На внутреннюю трубку наносят специальное напыление, увеличивающее светопоглощение. Пространство между элементами — вакуум, который предотвращает потери тепла. В центре устройств располагают медный тепловой контур, его заполняют фреоном. Именно он нагревает гелиоколлектор.

Гелиоконцентраторы

Это оборудование похоже на спутниковые антенны, только в нашем случае внутри сферы находится большое количество зеркал. Солнечное излучение фокусируется в одну точку. В фокусе установки размещают спиральный металлический контур, в котором нагревается жидкость. Главное достоинство этих приборов — возможность получения очень горячей воды. Минус — необходимость постоянного ориентирования оборудования по Солнцу. Обязательная система слежения — причина не слишком большой популярности устройства у тех, кто решается на самостоятельное изготовление гелиоколлектора.

Гелиоконцентраторы для изготовления своими руками не подходят, хитрые вакуумные конструкции собрать еще сложнее, поэтому вопрос, как нагреть воду солнцем, но не покупать оборудование, имеет всего один достойный ответ. Он — плоский солнечный водонагреватель, требующий для создания только набор из доступных материалов.

Как из шлангов и труб смастерить солнечный нагреватель

Для солнечных теплообменников народные умельцы используют шланги для полива или гибкие трубы. Можно соорудить одну или несколько секций.


Мнение эксперта
Владислав Пономарев
Инженер-конструктор, изобретатель

Главное условие – плотно свернуть шланг спиралью в форму «улитки».

Если будут несколько секций, понадобится электронасос, но знатоки уверяют, что расходы на его приобретение окупятся довольно быстро.

Часть материалов для такого коллектора, возможно, уже есть в гараже. Основа – черный резиновый шланг диаметром 20-25 миллиметров. В зависимости от того, сколько «улиток» будет создано, столько и уйдет материала: 100 или 1000 метров. Подойдет и черная пластиковая труба.

Из шланга можно делать не только круглые улитки, но и придать овальную форму или уложить змеевидной. Заготовки обрабатывают антисептиком для дерева или антикоррозийным средством для металла. Для них создают короб из старой оконной рамы или другого подручного материала.

Крепление может быть и в виде связки из плотного шнура. Так же делают связку контура пластиковым хомутом.

Подогрев воды на даче: как самому сделать солнечный водонагреватель

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

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

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

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

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

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

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

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

Правила эксплуатации

Дабы дачный нагреватель солнечный, который собран своими руками, функционировал нормально, требуется выполнения ряда рекомендаций:

  • Расчет. Перед запуском и эксплуатацией рассчитывается оптимальная нагрузка на систему. Учитываются и ежедневные потребности потребителей.
  • Установка вспомогательного нагревателя. Посредством такого устройства обеспечивается требуемая нагрузка на бак, который предназначен для горячего водоснабжения. Запуск нагревателя осуществляют в случае, если необходима ликвидация разности температур. При этом нагревается емкость (при правильном расчете и монтаже) значительно быстрее.
  • Установка регулировочных клапанов. При помощи таких элементов перераспределяется нагрузка, контролируется скорость перемещения теплоносителей.
  • Теплоизоляция бака с подогретой водой. Дабы постоянно иметь под рукой горячую воду, бак с горячей водой изолируют. Толщина теплоизоляционного слоя определяется с учетом условий, в которых эксплуатируется бак, климатических особенностей.
  • Подготовка теплоприемника. Для обработки отдельных элементов используют черную краску. Она способствует поглощению большего количества тепла.

К баку с холодной водой трубку подводят внизу. Через такой патрубок жидкость постоянно будет поступать в емкость.

Бойлер не стоит располагать вне строения, поскольку это повлечет за собой существенные тепловые потери. В случае необходимости в систему вводят электронагреватели, которые отличаются соответствующей мощностью.

Коллектор необходимо расположить в южной части кровельной системы. Перед установкой определяется угол. Дабы солнечный водонагреватель функционировал в течение года, при расчетах учитывается климатический район, угол широты. Для повышения уровня прочности конструкции в состав вводят металлические элементы.

Комплектация загородного дома, дачи или другого объекта солнечным коллектором способствует сокращению затрат на отопление, подогрев жидкости и иные мероприятия. Сборка солнечного нагревателя собственными руками занимает немного времени

При этом очень важно учитывать особенности кровельной системы, климат, время года и другие показатели

Устройство вакуумного коллектора

Еще один вид водяных солнечных нагревателей изготавливается с применением современных технологий и передовых технических решений, а потому относится к высокой ценовой категории. Таких решений в коллекторе реализовано два:

  • тепловая изоляция с помощью вакуума;
  • использование энергии парообразования и конденсации вещества, кипящего при низкой температуре.

Идеальный вариант защитить абсорбер для коллектора от тепловых потерь – это заключить его в вакуум. Медная трубка, наполненная хладагентом и покрытая абсорбирующим слоем, помещена внутрь колбы из прочного стекла, воздух из пространства между ними откачан. Концы медной трубки входят в трубу, через которую протекает теплоноситель. Что происходит: хладагент под воздействием солнечных лучей закипает и обращается в пар, он поднимается по трубке вверх и от соприкосновения с теплоносителем сквозь тонкую стенку снова переходит в жидкость. Ниже показана рабочая схема коллектора:

Фокус в том, что в процессе превращения в пар вещество поглощает гораздо больше тепловой энергии, чем при обычном нагреве. Удельная теплота парообразования любой жидкости выше, нежели ее удельная теплоемкость, а потому вакуумные солнечные коллекторы весьма эффективны. Конденсируясь в трубе с проточным теплоносителем, хладагент передает ему всю теплоту, а сам стекает вниз за новой порцией энергии солнца.

Благодаря своему устройству вакуумные нагреватели не боятся низких температур и сохраняют свою работоспособность даже на морозе, а потому могут применяться в северных регионах. Интенсивность нагрева воды в этом случае ниже, чем летом, так как зимой на землю поступает меньше тепла от солнца, часто мешает облачность. Понятно, что изготовить стеклянную колбу с откачанным воздухом в домашних условиях просто нереально.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий