Делаем простой солнечный коллектор из пнд трубы для нагрева воды в бассейне

Преимущества и недостатки самодельного приспособления

Защитное укрытие для бассейна от мусора, созданное собственноручно, имеет немало преимуществ:

экономия денежных средств;
возможность использовать подручные материалы;
предотвращение попадания в воду листьев, атмосферных осадков, частиц пыли и прочих загрязнений — это особенно важно, если бассейн расположен вблизи проезжей части, или на участке растет множество лиственных деревьев;
уменьшение интенсивности роста водорослей;
если укрытие выполнено в форме крыши или навеса — создание комфортных условий для купающихся при ветре и дожде.

Из недостатков следует выделить:

• необходимость в периодическом мытье укрытия, в зависимости от степени загрязнения;
• прямую зависимость надежности навеса от качества используемых материалов;
• необходимость регулярного проветривания или обустройства вентиляционной системы — это предотвратит образование конденсата, если самодельная кровля для бассейна слишком низкая.

Расчет размеров

Расчёт размеров для того чтобы изготовить солнечный коллектор для отопления своими руками, прежде всего, направлен на определение нагрузки системы теплоснабжения, покрытие которой берет на себя это устройство. Само собой, что подразумевается использование нескольких источников энергии в комплексе, а не только энергии солнца

В этом деле важно расположить систему таким образом, чтобы она взаимодействовала с другими – тогда это даст максимальный эффект

Для определения площади коллектора нужно знать, для каких целей он будет использоваться: отопление, подогрев воды или и того, и другого. Проанализировав данные водомера, потребностей в обогреве и данные инсоляции местности, в которой планируется установка, можно высчитать площадь коллектора. К тому же, надо учесть потребности в горячей воде всех потребителей, которые планируется подключить к сети: стиральной машины, посудомоечной машины и т.д.

Нагрев воды в бассейне своими руками

Бассейн, пусть даже и не очень большой, удовольствие недешевое. Но без подогрева воды в нем далеко не всегда комфортно. Не у всех имеются средства или желание покупать не менее дорогие устройства для того чтобы поднять температуру воды. Вот и придумывают мастера-самоделкины разные подогреватели для бассейна, которые не требуют больших денег.

Самое доступное у нас топливо — дрова. И было бы странным, если бы не было средств подогрева бассейна дровами. Промышленных аналогов мы не встречали, разве что приспособить дровяную печь с водяной рубашкой под это дело. А самодельных агрегатов встречается много.

Основа всех устройств подогрева воды в бассейна на дровах — змеевик

Основная идея – металлический змеевик располагается внутри топки, на вход подается вода из бассейна при помощи насоса. Проходя по разогретому пламенем змеевику, она нагревается, по второму шлангу или трубе отводится обратно.

Одно из устройств для подогрева воды в бассейне дровами, сделанных своими руками

Основная задача – подобрать скорость подачи воды так чтобы она в трубе не закипела ни при каких условиях. Потому желательно брать насос достаточно мощный. Использовать можно штатную помпу от бассейна или циркуляционный насос.

Довольно рискованно, оостроумно

На фото несколько таких устройств. В одном змеевик спрятан в баке, в котором разводится огонь. Дым отводится через дыру в крышке. Система будет более эффективной, если сделать дымоход. Еще полнее использовать тепло можно, если сделать водяную рубашку. Можно на корпусе, можно на дымоходе, а можно – и там и там.

В другом варианте для небольшого надувного бассейна сварена квадратная емкость. Принцип тот же. Реализация немного другая.

Квадратная емкость, внутри которой змеевик и костер

Есть еще более простой вариант: змеевик, внутри которого разводится огонь. Это устройство можно использовать даже в походе. Только каким-то образом нужно будет решить проблему отведения горячей воды. Возможно, использовать термостойкие шланги или кусок металлопластиковой трубы для отопления.

Очень даже удобно в походе или поездке — вы всегда обеспечены теплой водой

Есть пример изготовления электрического нагревателя для бассейна своими руками. Использован ТЭН для бойлера, придумана оригинальная конструкция его закрепления в корпусе старого ножного автомобильного насоса. Подробности смотрите в видео.

Очень простой и интересный способ сделать солнечный нагрев воды в бассейне более эффективным. Он требует минимума денег, и немного времени. Нужны будут пластиковые хула-хупы, плотная черная пленка, паяльник, нож.

Идея не нова: нагревается плавающая на поверхности воды черная пленка, она отдает тепло воде. Нагрев более эффективный так как темные предметы больше поглощают солнечной энергии.

Очень простые коллекторы солнечного света хула-хупы с приваренной черной пленкой

Работа состоит в следующем: на хула-хуп ровно укладывается пленка, паяльником точечно сплавляете пластмассу и пленку. Желательно не прожечь обруч, так как он должен плавать, а не тонуть. Плавят по кругу, с расстоянием 10-15 см. Пленка должна держаться довольно крепко. В середине нужно сделать несколько отверстий – нежелательно, чтобы попал воздух. Потому и поворачивать обручи нужно той стороной в воду, на которой натянута пленка.

Эти круги раскладывают по поверхности. Чем большую площадь они занимают, тем быстрее прогревают воду. Раскладывать их легко – разбросали по поверхности. Собирать тоже — согнали в одну сторону сложили у борта стопкой.

Типы солнечных водонагревателей и их характеристики

Солнечные водонагреватели представляют собой комплект оборудования для нагрева воды с помощью солнечной энергии. Другое название этих устройств — солнечные коллекторы. В отличие от фотоэлектрических панелей, использующих для производства электроэнергии солнечный свет, солнечные нагреватели сразу получают тепловую энергию, которую передают теплоносителю (воде, антифризу и т.п.).

Они образуют целую систему, состоящую из следующих элементов:

• Коллектор. Панель, принимающая тепловую энергию и передающая ее теплоносителю.
• Накопительный бак. Емкость, в которой аккумулируется нагретая вода и происходит замещение остывшего теплоносителя только что нагретым потоком.
• Отопительный контур. Обычная радиаторная система или теплый пол, реализующие энергию теплоносителя. В некоторых типах системы отопительный контур не входит в объем системы коллектора, получая энергию в накопительном баке, который в данном случае является теплообменником.

По типу циркуляции

Циркуляция теплоносителя позволяет получать тепловую энергию взамен отданной во внутреннюю атмосферу дома. Существует два вида:

1. Естественная. Используется перемещение нагретых слоев жидкости вверх с замещением их более холодными слоями. Не требует никаких устройств или использования электроэнергии, но зависит от множества факторов — взаимного расположения коллектора, накопителя и остальных элементов системы, температуры и т.д. Перемещение жидкости нестабильное, способное усиливаться и ослабляться.
2. Принудительная. Потоки направляются с помощью циркуляционного насоса. Возникает стабильный режим с постоянной скоростью потока, что позволяет обеспечить устойчивый режим обогрева дома.

По типу коллектора

Существуют конструкции коллекторов, обладающие разной эффективностью, возможностями и способом передачи тепла. В их числе:

1. Открытые. Плоские длинные лотки или желоба из черного пластика, в которых циркулирует вода. КПД открытых коллекторов очень низок, но простота и дешевизна способствуют их популярности. Используются для нагрева воды для летнего душа или бассейна.
2. Трубчатые (термосифонные). Основной элемент — коаксиальная трубка с вакуумной прослойкой между внешними слоями, которая надежно теплоизолирует содержимое трубок. Конструкция эффективная, но дорогая и не поддающаяся ремонту.
3. Плоские. Это закрытые емкости с прозрачной верхней панелью. Внутренняя поверхность покрыта слоем приемника тепловой энергии, отдающего ее воде, которая перемещается внутри припаянных к приемнику трубок. Простая и эффективная конструкция, в которой для большего эффекта иногда создают вакуум для теплоизоляции.

По типу контура циркуляции

1. Разомкнутый – применяется для обеспечения горячей водой жилого помещения. Теплоносителем в этом случае выступает вода, которую используют для различных бытовых нужд и, соответственно, она уже не попадает обратно в контур.
2. Система с одним контуром – используют для отопления дома. Нагретый таким способом теплоноситель используют как добавку к теплоносителю, который подогрели традиционным методом. В этом случае нагретый теплоноситель переходит в отопительную систему, после которой опять переносится в приемный резервуар и в коллектор.
3. Двухконтурнаянагревательная система – самая универсальная. Есть возможность использования таковой для отопления зимой или для водоснабжения.

Двухконтурная система водоснабжения и отопления

Также можно выбрать один из возможных теплоносителей – вода, масло или антифриз. После коллектора теплоноситель проходит теплообменник, в котором происходит теплоотдача на второй контур. Второй используемый теплоноситель уже идет по назначению – для отопления или водоснабжения.

Теплоноситель

Для таких водонагревателей используют различные теплоносители: антифриз, смазочная жидкость и вода.

Применение

Солнечные системы постепенно приобретают популярность. С их помощью решают множество задач:

• Подогрев жидкости до требуемой температуры.
• Повышение производительности отопительной системы.
• Водонагреватель для бассейна, для летнего душа.
• Подогрев жидкости для иных потребностей.

Виды

В соответствии с конструкцией, видом теплоносителя и способу его использования и передачи тепла, солнечные коллекторы бывают:

По типу конструкции:

• Плоские – представляют из себя конструкцию в виде прямоугольника (коробки), выполняемую из прочного материала и служащую корпусом устройства. Во внутренне пространство корпуса укладывается изоляция, по поверхности которой монтируется абсорбирующая (поглощающая тепло) пластина. В специальные углубления абсорбера, укладываются трубки (как правили изготовленные из меди), в которые, в дальнейшем, подается теплоноситель. С наружной стороны корпус закрывается поглощающей оболочкой и защитным стеклом.
• Вакуумные – в устройстве данного типа, определенное количество вакуумных трубок, объединены в общем корпусе коллектора. В корпусе устроен теплообменник, в котором теплоноситель, циркулирующий во внутреннем контуре вакуумных трубок, передает полученную энергию, теплоносителю наружного контура.

По типу теплоносителя:

• Воздушные;
• Водяные.

По способу использования теплоносителя:

• Пассивные – солнечный коллектор используется в паре с баком накопителем, и служит для горячего водоснабжения, без устройства дополнительных инженерных элементов сети (циркуляционный насос, элементы защиты и т. д.).
• Активные – система, кроме монтажа коллектора, комплектуется техническими устройствами (насос, защитные клапана, бак накопитель, дополнительные элементы нагрева теплоносителя), и может использоваться как для горячего водоснабжения, так и для отопления помещений.

По способу передачи тепла:

• Косвенного действия, когда в системе отопления (горячего водоснабжения), присутствует бак-аккумулятор (накопитель), в котором происходит передача тепловой энергии, полученной, наружным контуром, от солнечных лучей, и передаваемой внутреннему контуру, циркулирующему в системах ГВС и отопления.
• Прямого действия, прямоточные – данный способ используется в системах ГВС, при этом циркуляция воды, в контуре коллектора, осуществляется под воздействием разности температур и путем установки дополнительных элементов (кранов, клапанов и т. д.).

Особенности эксплуатации солнечного коллектора из ПНД

С помощью нескольких секций гелиоколлектора можно быстро нагреть воду в бассейне среднего размера. Конструкции из ПНД не только проще в изготовлении. Их обслуживание также не вызывает особых трудностей. Достаточно не допускать перегрева элементов в жаркие дни, защищать компоненты модуля от механических повреждений, своевременно подкрашивать детали из древесины, периодически удалять загрязнения с поверхности труб. При соблюдении этих нехитрых правил солнечный коллектор запросто прослужит 20 лет и больше.

Эффективность работы системы зависит от многих факторов. Значение имеют интенсивность солнечного излучения, температура окружающей среды, направление и сила ветра, количество модулей. Чтобы повысить автономность установки, вместе с ней можно использовать насос на солнечных батареях. Если подготовить агрегат нужной мощности, гелиоколлектор сможет функционировать без подключения к центральной электросети.

Виды солнечных коллекторов

Стандартное устройство имеет вид металлической пластины, которая помещена в пластмассовый или стеклянный корпус. Поверхность этой пластины аккумулирует солнечную энергию, задерживает тепло и передаёт его для различных бытовых нужд: отопление, подогрев воды и т.д. Интегрированные коллекторы бывают нескольких видов.

Накопительные

Накопительные коллекторы ещё называют термосифонными. Такой солнечный коллектор своими руками без насоса получается наиболее выгодным. Его возможности позволяют не только подогревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне некоторое время.

Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые находятся в теплоизоляционном ящике. Баки накрыты стеклянной крышкой, через которую пробиваются солнечные лучи и подогревают воду. Этот вариант наиболее экономичен, прост в эксплуатации и в обслуживании, но его эффективность в зимнее время практически равна нулю.

Плоские

Ппредставляет собой большую металлическую пластину – абсорбер, который находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор своими руками будет более эффективен при использовании именно крышки из стекла. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает.

Внутри ящика присутствует термоизоляция, что позволяет значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому она покрыта аморфным полупроводником, который значительно увеличивает показатель аккумуляции тепловой энергии.

При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками, часто отдают предпочтение именно плоскому интегрированному устройству. Впрочем, он не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для домашних нужд и отопление помещения. Плоский – самый широко используемый вариант. Абсорбер для солнечного коллектора своими руками предпочтительно делать из меди.

Жидкостные

Из названия понятно, что главным теплоносителем в них выступает именно жидкость. Водяной солнечный коллектор своими руками делается по следующей схеме. Через поглощающую солнечную энергию металлическую пластину, тепло передаётся по прикрепленным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или прямо к потребителю.

К пластине подходят две трубы. Через одну из них подаётся холодная вода из бака, а через вторую в бак поступает уже подогретая жидкость. У труб обязательно должны присутствовать отверстия входа и выхода. Такую схему подогрева называют замкнутой.

Когда же подогретая вода напрямую подаётся для удовлетворения нужд пользователя – такую систему называют разомкнутой.

Неостекленные чаще применяются для нагрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует закупки дорогих материалов – сгодится резина и пластмасса. У остекленных КПД выше, поэтому они способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой.

Воздушные

Воздушные устройства экономичнее вышеперечисленных аналогов, использующих воду в качестве теплоносителя. Воздух не замерзает, не подтекает и не кипит как вода. Если в такой системе происходит утечка, она не приносит столько проблем, однако определить где она произошла довольно сложно.

Самостоятельное изготовление не обходится потребителю дорого. Солнцеприемная панель, которая накрывается стеклом, нагревает воздух, который находится между ней и теплоизоляционной пластиной. Грубо говоря, это плоский коллектор, имеющий внутри пространство для воздуха. Внутрь поступает холодный воздух и под действием солнечной энергии подаётся потребителю тёплый.

Такие варианты долговечны и надёжны и обслуживать их проще, чем устройства, которые используют жидкость в качестве теплоносителя. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для отопления теплицы солнечным коллектором подойдёт как раз такой вариант.

Особенности размещения и подключения

Для максимально возможного поглощения солнечных лучей, коллектор нужно ориентировать в южном направлении. Достаточно небольшого угла наклона 10-15 градусов, чтобы коллектор эффективно работал практически при любом расположении солнца.

Нижнюю часть трубы нужно подсоединить к нижней части накопительного бака, а верхнюю – приблизительно, к его центральной части. Холодная вода из полимерной емкости будет поступать по нижней трубе в коллектор, где будет нагреваться и подниматься по верхней трубке в бак.

Таким образом, будет осуществляться естественная циркуляция воды по самодельной системе. Чтобы обеспечить высокую интенсивность циркуляции воды, бак должен быть размещен чуть выше солнечного коллектора на расстоянии не менее  0,3 м от него.

При правильном соединении гелио-коллектора с накопительным баком обеспечивается естественная циркуляция воды

Нужно учесть, что при поступлении холодной воды в бак из системы водоснабжения происходит ее активное перемешивание, что снижает эффективность работы коллектора. Избежать этого можно, оборудовав ввод в бак турбулентным редуктором, который представляет собой заглушенную трубку с множественными отверстиями.

Вода через редуктор поступает плавно, что позволяет холодной воде оставаться в нижних слоях, откуда и происходит ее забор в солнечный коллектор.

Использование турбулентного редуктора помогает избежать перемешивания холодной и теплой воды в накопительном баке

Очевидно, что солнечный коллектор обеспечивает подогрев воды только в дневное время при солнечной погоде

Поэтому важно сохранить горячую воду для ее использования днем и вечером. Для этого необходимо произвести утепление накопительной емкости

Установка

Поскольку оборудование работает от солнечной энергии, то, соответственно, установка обогревателя будет проводиться на открытом воздухе. Монтаж рекомендуют проводить на крышах зданий, на балконах или других архитектурных выступах.

Экран водонагревателя должен быть направлен на юг. Установку проводят под определенным углом к горизонту, который эквивалентен географической широте местности.

Водонагреватель постоянно поглощает энергию и по понятным причинам источник энергии выключить нельзя, поэтому, в случае малого потребления воды, температура застоя может достигать до 300°С.

По этой причине не допускается использование пластиковых и стальных труб с цинковым покрытием. Оптимальными в эксплуатации станут трубопроводы, изготовленные из меди или нержавеющей стали.

Горячий контур солнечного водонагревателя должен иметь теплоизоляцию, это позволит избежать ожогов и возгораний. Следует учесть температурный режим работы оборудования при выборе теплоизоляции и крепежей.

Производители солнечных водонагревателей на корпусе своей продукции указывают точную температуру застоя.
Панели коллектора должны находиться на открытом пространстве, чтобы был открытый доступ к солнечному свету. Необходимо исключить наличие возможных преград.

Чаще всего углом наклона коллектора будет наклон ската крыши. Для того, чтобы эффективность работы водонагревателя приблизить к максимальной, лучше придерживаться рекомендаций и использовать специальный стеллаж, на который будет крепиться коллектор.

Т.е. залогом правильной и эффективной работы оборудования являются всего несколько правил:

• направление на юг;
• правильный угол наклона;
• беспрепятственный доступ к солнечному свету;

Некорректная установка снизит качество работы водонагревателя, а вложенные средства не будут оправданы. Тип нагревателя также может играть роль в способе его установки. При монтаже учитывают тип используемого оборудования.

Пассивная

Подразумевает само собой протекающую абсорбцию и аккумулирование энергии. Солнечная энергия попадает на объект нагрева без контроля этого процесса, т.е. отсутствуют какие-либо механизмы и контролирующие элементы. Это простая система, которая не требует особых затрат. Однако недостатки в том, что водонагреватель работает неравномерно и не на полную мощность.

Самый наглядный пример – это затемненный бак, который размещен над летним душем. В таком пассивном режиме работают одноконтурные системы, в которых применяется процесс естественной циркуляции. Для полноценной работы системы приемный бак размещают выше коллектора, но такой способ установки не всегда удобен. Решить вопрос можно с помощью другого способа работы системы.

Активная

Лишена недостатков пассивной системы. Ее функционирование основано на том, что солнечные лучи благодаря специальным устройствам переходят в тепловую энергию, которая систематически передается нагревательному баку и потребителю. Функционирование такого нагревателя достигается благодаря принудительной циркуляции, которая может поддерживаться в одно- и двухконтурных системах. Также применяют и дополнительно устанавливают двигатели, которые поворачивают панели и насосы, измерительную аппаратуру, а также устройства контроля и управления работой системы.

Заглубление каркасника — для чего и как?

Заглубление бассейна в землю желательно, если «каркасник» морозоустойчив и будет стоять на участке не одну зиму.

Чтобы заглубить бассейн, после выбора места и изготовления площадки, нужно:

• выкопать яму требуемой глубины (с полным или частичным углублением резервуара) на 0.5 м шире конструкции во все стороны;
• уплотнить стены ямы кирпичом;
• засыпать дно песком или залить бетоном, также в качестве основы используется ПВХ-плёнка, ненужные куски линолеума и т.д.;
• установить бассейн, оборудование и дополнения, после проверки работоспособности переходить к следующему пункту;
• осуществить наружную отделку.

Подробнее о заглублении каркасника читайте тут, о том, как вкопать чашу в землю — тут.

Модели на рынке, цены

Производители надувных и каркасных бассейнов выпускают широкий спектр оборудования и аксессуаров к ним, включая устройства для нагрева воды при помощи солнечной энергии.

Intex Solar Mat

Гибкий коврик Solar Mat (28685) 120х120 см для сборных резервуаров с системой фильтрации. Модель циркуляционного насоса подбирается исходя из количества ковриков в гелиосистеме (от 1 до 5). Цена гибкого коллектора: от 1800 руб.

Bestway

Гибкий коврик (арт.58423) 110-171 см из поливинилхлорида. Подключается к картриджному или песочному фильтру-насосу бассейна. Площадь обогрева составляет 1,46 м2. Цена: от 5000 руб.

Poolmagic

Ассортимент нагревателей включает:

1. Panel SP06305 (32396). Гибкий коврик 305х60 см из полимерного материала. Цена: от 7500 руб.
2. Spiral 1500 (32394). Пирамидальный нагреватель из полипропилена с защитным куполом и основанием из УФ-стабилизированного поликарбоната. Диаметр основания купола – 58 см. Цена: от 8800 руб.
3. Poolmagic SSR (32308). Пирамидальная модель диаметром 59 см и высотой 28 см. Материал изготовления – ПВХ, предусмотрена защитная прозрачная крышка. Цена: от 12500 руб.
4. Curve 3900 (32395). Нагреватель в виде жесткой изогнутой панели 110х69 см на опоре. Он функционирует по аналогии с ковриком, изготовлен из ПЭНД и снабжен крышкой из поликарбоната. Цена: от 11000 руб.

Azuro

Производитель выпускает гибкие коврики разного размера:

• 300х120 см (3EXX0162),
• 450х120 см (3EXX0161),
• 300х60 см (3EXX0159) и 600х60 см (3EXX0158).

Цена зависит от габаритов, наличия в комплекте опоры, отсечного крана и составляет от 16 000 до 49 000 руб.

Также:

1. Shelter (3EXX0165). Гибкий коврик 120х90 см устанавливается на опору в виде арки. Цена: от 15 000 руб.
2. LUX 800 Supreme (3EXX0259). Жесткая выгнутая панель 119х76 см из полимерного материала с защитным стеклом и опорой. Цена: от 14 000 руб.
3. Pyramid Spiral (3EXX0052). Пирамидальная модель с основанием 120х80 см и высотой 40 см, снабжена защитным куполом из поликарбоната. Каскад может включать до 4 нагревателей. Цена: от 29 000 руб.

Kokido

Пирамидальные солнечные нагреватели от Kokido с защитным прозрачным куполом Keops (K835CBX) (57х57х32 см) и Keops II (K849WBX) (81х81х42 см). Гелиосистема может включать до 4 нагревателей. Цена: от 11 000 руб.