Як зробити сонячний водонагрівач своїми руками?

Якщо вам вдавалося побувати в південних країнах, то, напевно, ви часто помічали, що стоять на дахах будинків конструкції. Гіди пояснювали, що це сонячні батареї для нагріву води та опалення житла. Як і за рубежем, так й у нас прогресивне населення ратує за альтернативні джерела енергії. Водонагрівач, що працює від сонячної енергії – одне з таких вдалих винаходів, що здатний повноцінно функціонувати навіть взимку.

Як діє сонячна енергія в приладі

Сонце – це дуже потужний і, що головне, невичерпне джерело енергії тепла. За його використання грошей ніхто не бере, а тому варто задуматися, як пустити таку перевагу собі на благо. Заводські податки водонагрівачів сонячного бойлера можуть обійтися в чималу суму. Якщо розібратися в принципі роботи такого пристрою, то можна зробити щось подібне своїми руками. Хоча насправді існує декілька прикладів подібного приладу.

Заводський варіант

Перш, ніж зрозуміти, як зробити сонячний водонагрівач своїми руками, треба мати уявлення про принцип функціонування подібного агрегату. Можна розібрати конструкцію по аналогу сонячного заводського водонагрівача.

  1. За зовнішнім виглядом агрегат нагадує батарею, яка зібрана з окремих складових. Елементи у ній представлені трубками, зробленими зі скла кварцу зразок всім відомих ламп. Саме цей матеріал здатний пропустити ультрафіолетові хвилі (чого не може звичайне скло). Ця здатність дозволяє перетворювати сонячну енергію навіть у несолнечное час року.
  2. Всередині кожної з таких трубок захована інша – чорного кольору з речовиною (робочим тілом), яке буде випаровуватися при певних температурних умовах.
  3. Всередині трубок абсолютний вакуум – це дозволяє уникнути тепловтрат.
  4. Кінці кожного з таких деталей занурені в спеціальний колектор, через який тече нагрівається вода.

Як діє пристрій

Функціонування всієї цієї задумки відбувається за наступним алгоритмом:

  1. Сонячні промені перетворюють робоче тіло в парову субстанцію, яка піднімається у верхню частину колби.
  2. Потік води буде нагріватися через стінку тієї тепловою енергією, яку віддасть йому робоче тіло.
  3. Виконавши свою місію, пар знову стає рідиною і стікає вниз, де все благополучно повторюється.
  4. Сонячний накопичувальний стандартний водонагрівач приєднаний до змійовика, а той веде до бойлера всієї домашньої опалювальної системи.

Інші варіанти передачі тепла

Зрозуміло, що у вищеописаному випадку ніякої самодіяльності не проявиш. Однак є й інший варіант безнапірного котла, працюючого від сонця. Тут передача тепла йде прямо: мідний змійовик поміщається в прямокутний корпус. Далі він підключається до бака-накопичувача. Вода буде тут циркулювати природним способом і відразу нагріватися від променів сонця, підвищуючи теплоту і загального вмісту всій накопичувальної ємності. Труба змійовика пресується в металеву пластину, яка темного кольору. Вона має додатковий захист від опадів за допомогою міцного скла.

Є тут і недоліки – така конструкція буде добре працювати лише в безхмарну сонячну погоду.

Нарешті, можна просто підключити сонячні батареї до звичайного водонагрівача. Подібна конструкція виявляється дуже дорогою у виконанні, але може працювати круглий рік.

Саморобні сонячні водонагрівачі

Прагнення до екологічним підходу в опаленні будинку похвально – тим більше що зробити подібну систему можна і своїми руками. Розглянемо цікаві варіанти практичного втілення подібних конструкцій, і наскільки ефективні саморобні сонячні водонагрівачі.

Найпростіший сонячний водонагрівач

Простим рішенням буде установка на даху будинку одного (максимум двох) чорних баків. До них приєднується домова водопровідна магістраль – значить, при хорошому сонце тепла вода потече відразу в душову кімнату (влітку в спеку нагрів відбудеться швидко).

Ще один простий сонячний бойлер роблять з дрібного, наповненого водою корита, яке закривається прозорою кришкою. Сюди ж в схему входять наступні водопровідні складові:

  • труба, по якій підходить прохолодна вода;
  • труба для переливання;
  • деталь вентиля;
  • випуск нагрітої води.

В обох випадках є істотні недоліки:

  1. Неефективність простого бака при хмарах.
  2. Корито-нагрівач слід наповнювати щоранку, накриваючи його. Коли сонце приховано за хмарами, слід оцінити ступінь нагрітої води і злити її для подальшого використання.
  3. Плоске пристрій на кшталт корита погано тим, що його потрібно тримати горизонтально. Ми живемо не в тропіках, а, значить, взимку сонце піднімається високо над горизонтом, ККД цього пристрою знизиться.

Набагато ефективніше передбачити додаткову установку колектора, хай знову ж саморобного. Визначивши розміри теплоприемника, слід виготовити корпус, куди поміщається змійовик. Актуальне питання теплоізоляції – саме тому корпус для змійовика краще зробити дерев’яним. Другий момент — утеплення задньої стінки (краще всього пінопластом).

Як зібрати приймач тепла

Найпростіший сонячний водонагрівач можна зробити своїми руками за схемою з таких складових:

  • акумулюючий бак;
  • подпиточная ємність;
  • колектор.

Фахівці радять не встановлювати окремий насос – вода повинна циркулювати природним шляхом. Але щоб цього домогтися, бак слід встановлювати теплоприемника вище, а підживлювальної ємність – вище акумулюючої. Ще одна слушна рекомендація — утеплення резервуара з підігрітою водою. Тут підійде будь-який матеріал в рулонах.

Для функціонування в самостійному режимі (коли не доводиться доливати і регулювати), краще всього встановити поплавковий клапан у другому баку. Цей елемент буде реагувати на зниження рівень води. До його патрубку треба підвести водопровідну трубу. Що це дасть? Коли в основному баку витрачається вміст в його нижню зону буде подаватися холодна вода.

Однак не можна забувати про встановлення ще одного патрубка – вертикального: він буде випускати повітря. Отже, і цю деталь слід підняти на велику висоту.

Як вибрати правильний матеріал

Є різні варіанти джерел, з яких можна зробити теплообмінник. Серед них:

  • трубки з міді;
  • чорні полімерні труби;
  • секції плоских сталевих радіаторів;
  • труби з алюмінію;
  • чорний шланг з гуми;
  • теплообмінник, який залишився від старого холодильника.

Якою має у такого змійовика сама теплообмінна поверхня? У випадку зі сталевими радіаторами слід виходити з їх розміру, однак щоб не обтяжувати корпус, не встановлюється більше двох панелей. При інших матеріалах все доведеться розраховувати на місці.

Корпус можна зробити з фанери і дерев’яних дощок. На лицьовій стороні варто застосувати міцний і прозорий полікарбонат, що буде виглядати не гірше скляного. Сам же накопичувальний бак виготовляється з листового матеріалу. А ще краще буде придбати готову ємність. В якості сполучних труб рекомендується використовувати полімерні (добре підійдуть з металопластику).

Особливості саморобних сонячних водонагрівачів

Переваги зробленого своїми руками бойлера очевидні:

  • робота при повному навантаженні максимально можливий період;
  • окупність початкових вкладень на матеріали;
  • економія палива;
  • виріб відразу готовий до експлуатації.

Проте всі ці аспекти перетворяться на позитивні при дотриманні важливих умов.

  1. Точна установка параметрів пристрою. Розрахункова навантаження повинна наближатися до стандартного щоденному споживанню.
  2. Щоб забезпечити постійну навантаження на гаряче водопостачання, можна встановити допоміжний нагрівач. Його рекомендується включати, якщо сонячний не забезпечує потрібну навантаження. Цей елемент потрібен для усунення різниці в температурі води.
  3. Важливо правильний розподіл навантаження, одні з параметрів якої – регулювання швидкості потоку води.
  4. Якщо воду планується витрачати не відразу, то для бака потрібна додаткова теплоізоляція. Останній момент стосується і хмарних днів (товщину теплоізоляції варто передбачити побільше).
  5. Покриття теплоприемника повинно підвищувати його поглинальну здатність (найпростіше можна зробити чорною фарбою, в ідеалі краще нанести селективне).
  6. Бак повинен вміщати запас гарячої води на два дні.
  7. Йдуть від колектора труби в бак повинні бути мінімальними за довжиною і добре ізольовані для підтримки температурного напору.
  8. Підводить холодну воду до колектора труба повинна бути розташована внизу бака. Нагріта вода, навпаки, надходить нагору. Вище отвори для відходить в систему гарячої води повинно залишатися місце для її запасу.
  9. Тепер про встановлення бака: якщо зробити це в будинку, то істотно знизяться тепловтрати. Навіть якщо вони і будуть, то підуть в домашнє середовище, а не в повітря. Тут підійде, наприклад, горище. При установці системи на дах актуально орієнтувати колектор на південь і нахилити під кутом місцевої широти (це підвищить ефективність роботи на цілий рік). Кращим кутом 60 градусів взимку і 30 градусів влітку, на практиці краще відразу надати 45 градусів.
  10. Конструкція будинку повинна бути готовою витримати навантаження від повного бака.
  11. І ще один важливий момент: як запобігти замерзанню системи при холодному кліматі? Можна використовувати ізолююче знімне покриття, встановити пристрій для зливу води або застосовувати антифризный розчин у воді. Останній варіант отримав популярність – тільки в цьому випадку його заливають в спіральний змійовик, через стінки якого і буде відбуватися теплообмін.

Використання сонячного водонагрівача дозволить суттєво скоротити витрати на паливо, і зменшити викиди вуглекислого газу в атмосферу. Можна зібрати подібну систему і своїми руками – при цьому важливо володіти мінімальними знаннями в області водопровідних установок і дотримуватися всіх вищезазначених рекомендацій.

Ссылка на основную публикацию