Солнечный водонагреватель

Горячая вода с помощью нагревательного бака

Самой простой системой для солнечного водоснабжения дома является нагревательный бак. Это просто ёмкость для воды, которая греется днём солнечными лучами. Тем не менее, такой простейший солнечный нагреватель очень эффективен для снабжения тёплой водой в летнее время и получил широкое применение для так называемого «летнего душа».

Если нагревательный бак укомплектовать резервуаром для хранения теплой воды, то можно получить ещё более эффективную солнечную нагревательную установку, которая будет снабжать Вас тёплой водой летом и окупится за пару сезонов. Рассмотрим такой солнечный водонагреватель подробнее.

Самой важной частью солнечной системы, конечно, является сам нагревательный бак. Это может быть любая емкость для воды, например, стальной куб, бочка или несколько труб большого диаметра

Лучше всего использовать для этой цели специальный бак для летнего душа из полиэтилена объёмом 200-300 литров. Такой бак имеет рациональную для нагрева плоскую форму, не ржавеет, окрашен в чёрный цвет для лучшего теплопоглощения и ввиду небольшого веса легко монтируется на крышу.

Если такой бак просто положить под прямые солнечные лучи, то в жаркий солнечный день вода в нём нагревается к концу дня до 40-45 ºС, чего вполне достаточно для бытовых нужд. Но если теплую воду не израсходовать вечером, то за ночь, к утру она остынет. Таким образом, тёплую воду невозможно использовать круглосуточно. Очевидно, для устранения этого недостатка нужно «остановить» потери тепла от нагретой воды. Это можно сделать либо утеплением нагревательного бака в конце дня, либо сливом тёплой воды в утеплённую ёмкость.

Учитывая, что большинство частных домашних хозяйств используют газовые и электрические бойлеры, то выгодно использовать их для хранения тёплой воды из нагревательного бака. Так же в отличие от утепления нагревательного бака, процесс слива менее трудоёмкий, не нужно подниматься к месту установки бака. Более того, поскольку в пасмурный день вода в нагревательном баке нагревается лишь до 25-30 ºС, её в любом случае придётся догревать.

На рисунке изображена схема работы простейшей системы для подогрева воды солнцем, которую можно собрать своими руками. Водонагревательная система состоит из нагревательного бака, бойлера, а так же водопровода с тремя кранами. Сначала закрывается кран (3), кран (1) и (2) открыты. Вода из напорного водопровода (синий цвет) подаётся в нагревательный бак. После наполнения бака, напорный водопровод закрывается краном (1). В конце дня, когда вода в нагревательном баке нагреется и её нужно будет слить в бойлер, для этого открывается кран (3). Если же нагревательный бак не нужно использовать, то можно просто закрыть кран (2) и бойлер используется в обычном режиме.

Степень наполнения бака удобно контролировать датчиком уровня воды, который можно закрепить на крышке бака. Для водопровода хорошо подойдут металлопластиковые или полипропиленовые трубы для холодной воды (поскольку в системе низкое давление). О сборке трубопровода из полипропиленовых труб можно узнать из статьи Монтаж полипропиленовых труб.

Такой способ подогрева воды чрезвычайно прост, но у него есть два серьёзных недостатка:

— необходимо ежедневно наполнять и сливать нагревательный бак; — получить подогретую воду можно только при тёплой погоде, при температуре воздуха выше +20 ºС.

Лучшие производители водонагревателей

Ну и напоследок, стоит подробно разобраться, а какие же лучше всего приобретать солнечные коллекторы для воды? Ну, во-первых, выгодная покупка зависит от некоторых факторов:

• уровень теплоотдачи;
• высокая цена;
• срок действия;
• время окупаемости.

Все коллекторы не работают одинаково. И если выбрать далеко не качественного производителя, то вы не только потеряете деньги, но и приобретете множество проблем. Например, такие, как понижение производительности, техника просто выйдет из строя. И для того, чтоб не возникало таких ситуаций, лучше добавить денег и купить качественный товар.

А у кого же покупать? Взглянем на небольшой список самых лучших и проверенных производителей:

1. Atmosfera – страна производства, Украина. Данный производитель торгует всеми необходимыми коллекторами различных типов. Средняя цена бойлера – 20 тысяч рублей.
2. Side – производитель, Китай. На данном рынке можно найти довольно большое количество их продукции, которая довольно достойного качества. Бойлеры данной марки набирают популярность.
3. Vaillant auroSTEP plus – полную систему данного производителя можно часто встретить на рынке, и ее стоимость будет около 200000 рублей.
4. SunRain – тоже, производитель Китай, который так же пытается заполонить рынок. Качество и этого производителя довольно неплохое, а главное стоимость бойлера около 40000 рублей.
5. Solar – последняя фирма, которая завершит этот топ. Это Российский производитель, который занимает вполне приличное место на рынке. И цена у него варьируется в большом диапазоне.

Приступаем к изготовлению аппарата

Вначале потребуется создать короб. Помимо стенок необходимо еще создать распорки из бруса, досок, дабы усилить конструкцию. Днище создается из оргалита или ДСП, далее потребуется уложить теплоизоляционный слой. Вы можете в работе применять минеральную вату, пенополистирол или другие подобные материалы. Наверх потребуется дополнительно уложить жестяное полотнище, после монтируется теплоприемник, и он прикрепляется к коробу. Перед монтажом все детали потребуется окрасить в черный оттенок, желательно выбирать матовую черную краску. Краску при этом выбирайте теплостойкую. Также потребуется прокрасить дополнительно все места соединения, жестяное полотнище, радиатор и так далее.

Теперь потребуется обустроить резервуар для воды. Его устанавливайте в большую емкость, а также выполняйте еще изоляцию. Как это сделать? Между стенками необходимо засыпать какой-то теплоизоляционный слой, к резервуару потребуется прикрепить еще водяную камеру с поплавком. Принцип действия точно такой же, как и в унитазном бачке. Конструкция обычно размещается на чердаке, под крышей, и не забудьте еще установить накопитель.

Водяную камеру располагать при этом необходимо на метр выше, чем накопительный резервуар. Солнечный водонагреватель устанавливается на крыше дома, лучше всего с южной стороны или же просто в солнечной зоне. Если вы установите аппарат прямо на участке, то трубы, которые будут вести к нему, потребуется пометить в теплоизоляцию.

Теперь потребуется провести соединение всего в единую систему, а делается это при помощи труб. После подключается водоснабжение. Желательно еще, чтобы в аппарате было размещено как можно больше труб. Лучше всего постараться и уместить хотя бы десять-двенадцать. Заполнение системы производится с нижней области, а именно с радиатора, это позволит избежать вам воздушных пробок. После наполнения системы водой из камеры потечет жидкость через дренажную трубку.

При этом вам потребуется заполнить резервуар, а вода станет циркулировать и прогреваться. Нагретая жидкость начнет вытеснять холодную и будет подниматься вверх. Как результат, холодная вода станет поступать в теплоприемник. Как только в камере сработает поплавковый клапан, холодная вода вновь отойдет вниз. Вот так и будет происходить циркуляция и не будет никакого смешивания жидкости с разными температурными показателями. В ночное время лучше всего накопитель перекрывать, дабы вы избежали тепловых потерь.

Солнечный водонагреватель своими руками

В целом, устройство солнечного водонагревателя настолько простое, что его можно вполне соорудить и собственными руками. Для этого нужно приготовить необходимые инструменты и самое главное – тщательно изучить особенности будущей конструкции.

Каковы же основные составляющие водонагревателя на солнечной основе:

• Корпус;
• Набор трубок;
• Теплопоглощающий элемент;
• Прозрачное покрытие;
• Уплотнитель;
• Изолирующий слой.

Сборка конструкции подразумевает создание водонагревательного устройства, в котором вода циркулирует и нагревается за счет солнца, поднимается по коллектору в бак, нагревает теплообменник, который уже в свою очередь поддерживает тепло остальной жидкости в баке. Таким образом, теплая вода заливается сверху и тут же поступает в трубы, более прохладная же вода, которая по законам физики скапливается снизу, отправляется снова в трубки для нагрева на солнце. Таким образом, жидкость циркулирует и теплая вода всегда доступна для использования.

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

Варианты использования водогрейных панелей

Плоские солнечные коллекторы не используются в качестве самостоятельного и полноценного источника тепла. Панели перестают работать ночью. В зимнее время года существенно снижается теплоэффективность. КПД панельных солнечных водонагревателей летом в ясную погоду возрастает по сравнению с вакуумными трубчатыми аналогами, не менее чем на 30%.

Несмотря на высокие показатели теплоэффективности за счет особенностей конструкции, нагрев воды не будет превышать температуру окружающей среды на 20-30°С. Максимальная теплоотдача достигается при необходимости подогревать теплоноситель до 40°С. От этой особенности и зависят возможности нагревателя:

• Для отопления дома — в зимнее время года солнечный панельный коллектор сможет обеспечить от 10-25% необходимого тепла. Рекомендуется подключение к низкотемпературным системам отопления: водяным теплым полам. Для радиаторов, с температурой теплоносителя 60-80°С, подключать гелиопанели нецелесообразно.

Для ГВС — основное предназначение солнечных теплоаккумулирующих панелей: нагрев горячей воды. Расчет площади коллектора осуществляют в соотношении производительности 1 м² = 50 л горячей воды.

Для северных широт плоские солнечные теплопоглощающие коллекторы будут малоэффективны. Панели лучше устанавливать в домах, расположенных в южных регионах и теплых областях, с умеренным климатом.

Принцип работы солнечного коллектора

Главным элементом любого солнечного коллектора является адсорбер – панель, поглощающая тепловую энергию солнечных лучей и нагревающая теплоноситель. Нагретый теплоноситель по трубам проходит через теплообменник, расположенный в баке с водой, и нагревает ее. Нагревая воду в баке, теплоноситель охлаждается и опускается по законам конвекции к адсорберу. Это простейшая схема, подразумевающая, что адсорбер находится ниже бака с водой.

Схема одноконтурного солнечного водонагревателя

При этом в качестве теплоносителя может быть использована и сама вода. Эта схема работает без каких-либо дополнительных устройств, основываясь исключительно на принципе конвекции. Но поскольку коллектор, как правило, располагают на скосах крыш, и находится он выше бака с водой, то для того, чтобы система работала, нужно обеспечить принудительную циркуляцию теплоносителя. Для этого в контур теплоносителя дополнительно устанавливается насос.

Но насос – это активное звено, которое включается в пассивный водонагреватель. И, следовательно, его нужно подключить к электрической сети. Для того чтобы гарантированно быть обеспеченным горячей водой, на случай, если солнечный коллектор из-за длительной пасмурной погоды не может поддержать нужный температурный режим, в бак можно встроить электронагревательный элемент, который при необходимости подогреет воду до нужной температуры.

Разновидности солнечных водонагревателей

Теперь поговорим о разновидностях солнечных водонагревателей. Они классифицируются по различным конструктивным особенностям.

К примеру, по типу циркуляции теплоносителя различают следующие водонагреватели:

• С естественной циркуляцией;
• С принудительной.

В первом случае вода циркулирует благодаря своим физическим свойствам. При нагреве она увеличивается в объёме, плотность у неё снижается. В результате жидкость по трубкам поднимается вверх, а на её место поступает холодная вода. Для прохождения естественной циркуляции резервуар должен находиться сверху коллектора, а это не всегда удобно.

Во втором случае накопительный резервуар устанавливается в подвальном помещении, а принудительная циркуляция обеспечивается специальными насосами. При такой организации роль теплоносителя может выполнять масло. Оно очень хорошо справляется с этой функцией.

Водонагреватели можно классифицировать по конструкции коллектора:

• Вакуумные. Теплоноситель находится в трубке, которая запаяна в вакуумной колбе. Эта колба выполнена из кварцевого стекла пропускающего солнечное тепло, а также ультрафиолет. Это очень эффективные конструкции, где потери тепла минимальны. Если в качестве теплоносителя используется вода, то нагрев происходит до кипения. Если там будет масло, то его можно разогреть до 200─300 градусов. Практически все вакуумные водонагреватели фабричные и стоят довольно дорого;
• Панельные. Конструкция самая простая. Коллектор выкрашен в чёрный цвет, помещён в корпус с теплоизоляцией и герметично закрыт стеклом, пластиком, поликарбонатом и т. п. Эффективность оставляет желать лучшего. Это объясняется тем, что жидкость теряет некоторую часть тепла при прохождении коллектор. Эти потери обычно весьма ощутимы. Панельные солнечные водонагреватели хорошо подходят для регионов, где высокая солнечная инсоляция.

Солнечный водонагреватель с замкнутым контуром

Кроме того, водонагреватели можно классифицировать по типу контура:

• Разомкнутый контур. Такая конструкция используется при организации подачи горячей воды в жилой дом. В роли теплоносителя выступает вода, которая после нагрева уже не попадает обратно в коллектор. Она расходуется на бытовые нужды;
• Один замкнутый контур. Применяется при отоплении жилого дома. В этом случае теплоноситель из водонагревателя подмешивается к другой жидкости (возможно, не вода), которая была нагрета в основном котле. В замкнутом контуре теплоноситель после нагрева проходит систему отопления и снова возвращается в коллектор;
• Два замкнутых контура. Такие водонагреватели являются универсальными и самыми эффективными. Такую систему можно использовать для выработки горячей воды или отопления круглый год. Нагревшись в коллекторе, теплоноситель идёт в теплообменник и передаёт тепло во второй контур. И уже теплоноситель в этом втором контуре расходуется в качестве горячей воды или для отопления дома.

Теплоноситель также может быть различным. Чаще всего используются вода, антифриз, масло. Можно ещё подразделить водонагреватели по общему принципу работы на пассивные и активные системы.

• Пассивный. Абсорбция и накопление энергии происходят сами собой без всяких механизмов контроля. Подобные системы просты и не требуют серьёзных вложений. За это приходится расплачиваться неравномерной работой и скачками мощности. Примером может служить бак над летним душем, который выкрашен в чёрный цвет. Обычно так работают системы с одним контуром. Здесь приёмный бак должен находиться над коллектором;
• Активный. Здесь нет минусов пассивного водонагревателя. Здесь солнечная энергия преобразуется в тепловую и периодически передаётся в накопительную ёмкость, бойлер или напрямую потребителям. Стабильная работа достигается благодаря системе принудительной циркуляции. Эта схема работает в системах с одним и двумя контурами. В таких системах часто можно видеть насосы, панели, измерительные приборы и т. п.

Интегрированная система (с тепловыми трубками).

Особенности

— Средняя эффективность в течении дня превышает 50%. — Быстрый ввод в работу; перенос тепла в тепловых трубках производится только в одном направлении. — Система рассчитана на давление воды в 6 бар, что позволяет ей работать напрямую с городской системой водоснабжения. — Отсутствие нагреваемой воды в вакуумной трубе обеспечивает сохранение работоспособности водонагревателя в случае повреждения отдельных труб. — Полиуритановая пена обеспечивает высокоэффективную изоляцию накопительного бака. — Простая конструкция обеспечивает легкую сборку и установку всей системы; модульная конструкция позволяет создавать системы различной тепловой мощности. — Солнечный водонагреватель может работать круглый год даже в холодной климатической зоне. — Возможна установка дополнительного электронагревателя. — Срок службы солнечного коллектора (водонагревателя) превышает 15 лет.

Технические характеристики солнечных коллекторов Weswen

Технические параметры: Накопительный бак состоит из: — внешняя оболочка: сталь толщиной 0,4мм — накопительный бак: SUS304 толщиной 1,5мм — полиуретановая изоляция 50мм Рабочее давление: 6 бар. Эффективность: ≥55% (зимой ≥42%). Рабочая температура: 60°C ~ -35°C. Тип вакуумных труб: 58мм*1800мм. Срок службы: 15 лет. Сечение входа/выхода：3/4″.

Модель	Тип трубы	Тепловая трубка	Поверхность активного нагрева абсорбера, м2	Угол наклона	Емкость бака, л
солнечный водонагреватель WUAC-100H	∅58мм*1800мм*10шт.	Да	1,47	45°/38°/25°	80
солнечный водонагреватель WUAC-120H	∅58мм*1800мм*12шт.	Да	1,764	45°/38°/25°	100
солнечный водонагреватель WUAC-150H	∅58мм*1800мм*15шт.	Да	2,205	45°/38°/25°	135
солнечный водонагреватель WUAC-180H	∅58мм*1800мм*18шт.	Да	2,646	45°/38°/25°	150
солнечный водонагреватель WUAC-200H	∅58мм*1800мм*20шт.	Да	2,94	45°/38°/25°	165
солнечный водонагреватель WUAC-240H	∅58мм*1800мм*24шт.	Да	3,528	45°/38°/25°	200
солнечный водонагреватель WUAC-300H	∅58мм*1800мм*30шт.	Да	4,41	45°/38°/25°	250

Разновидности устройств

Нагреватели воды, работающие от солнечной энергии, можно разделить по таким критериям:

• Способу нагревания воды – прямой нагрев (используется одноконтурная система) и косвенный нагрев, при котором используется двухконтурная система.
• Водный нагреватель соединен с накопительным баком благодаря трубам, по которым посредством естественной циркуляции движется вода. Подпитка осуществляется холодной водой по мере того, как расходуется подогретая. В этом способе нагревания в системе циркулирует хладагент, а в накопительном баке есть конденсатор, на котором жидкость, которая циркулирует в закрытом контуре нагревателя, передает энергию воде. Жидкость, в свою же очередь, будет циркулировать в контуре потребителя.
• Способу обеспечения циркуляции – естественная (в этом случае движение воды происходит благодаря разнице температур в водном нагревателе и у потребителя), принудительного типа (выполняется за счет установки циркулярного насоса).
• По типам конструкции (плоские и вакуумные).

Плоские

К достоинствам такого солнечного водонагревателя для дачи отнесем:

• Возможность использования для различных систем.
• Надежность устройства.
• Высокие показатели эффективности.
• Неприхотливость к эксплуатации.
• Длительный срок эксплуатации.

К недостаткам отнесем:

• При повреждении невозможен частичный ремонт, только полная замена.
• Низкий коэффициент полезного действия установки.

Вакуумные

Лучи солнца попадают на трубки, расположенные снаружи, которые и играют роль абсорбера. В медных трубочках, которые меньше по диаметру, нагревается особая жидкость, которая при нагревании начинает испаряться. Пар поднимается наверх, и передает свою энергию воде, которая циркулирует, а после конденсируется и стекает вниз.

К достоинствам можно отнести:

• Возможность использования устройства на протяжении круглого года.
• Высокий коэффициент полезного действия.
• Универсальность в пользовании.

К недостаткам отнесем:

• Малый срок эксплуатации по сравнению с аналогами.
• Подверженность разрушениям из-за воздействий внешних факторов.
• Невозможно использовать в регионах, где наружный воздух имеет отрицательные температуры.

Как видите, у каждого из видов свои достоинства и недостатки.

Средняя стоимость

Из-за того, что большинство жителей планеты пытается перейти на использование в повседневности альтернативных источников энергии для того, чтобы получать тепло, электричество и горячую воду, предлагаем ассортимент товаров достаточно большой. Солнечные нагреватели воды выпускают предприятия РФ и другие производства за пределами. На стоимость солнечного водонагревателя для дома и его установку будет влиять компания-производитель и страна изготовления, тип конструкции (вакуумный или плоский), а также комплектация поставки и регион, в котором будет осуществлена покупка.

Самый дешевый вариант будет стоить 155 000 рублей, и за такую сумму у вас получится купить «Солнечный водонагреватель для бассейна» от Интекса (Китай), с такими техническими характеристиками – размер 1.2*1.2 метра, предназначается для использования с фильтр-насосом, производительность которого не больше 9400 л/час, а вес 3.7 кг.

Водонагреватель, работающий от солнца под названием «ДАЧА-ЛЮКС» (производство Россия), имеет объем в 125 литров и будет стоить 29 000 рублей. В комплектации поставки есть накопительный бак, комплект трубок вакуумного типа (15 штук), а также контроллер. Площадь поглощения составляет 2.30 м2. Установка германского происхождения для снабжения горячей водой «АuroSTEP plus» можно купить за 195 000 рублей, а в полной комплектации за 455 000 рублей. За такую сумму вы получите системы снабжения горячей водой, которая полностью исключает возможность закипания, а также нагреватель для воды с емкостью от 150 до 350 литров и от 1 до 3 солнечных коллекторов.

Установка имеет регулятор управления и дополнительный нагреватель электрического типа. Как видно из цифр, приведенных выше, разброс по стоимости достаточно большой, поэтому каждый покупатель (пусть даже и потенциальный) может выбрать такое устройство, которое будет отвечать предъявляемым требованиям и подходящим по стоимости.

Принцип работы солнечного водонагревателя

Для начала, давайте, разберёмся с принципом работы солнечных водонагревателей. Функционирование такого устройства рассмотрим на примере фабричной модели вакуумного водонагревателя. Он без проблем подогревает воду зимой. Производительность зимой, конечно, ниже, чем в летнее время. Конструкция водонагревателя – это батарея, которая представляет собой несколько стеклянных трубок из кварцевого стекла. В каждой такой трубочке находится медная трубка, выкрашенная в чёрный цвет. В этих внутренних трубочках находится теплоноситель. В стеклянных трубках создан вакуум для того, чтобы не было потерь тепла из внутреннего контура. Кроме того, вакуум защищает батарею от воздействия окружающей среды. Все трубки соединяются с горизонтальным коллектором, по которому циркулирует теплоноситель. Вакуумные трубки поглощают солнечную энергию и отдают его воде.

Принцип работы солнечного водонагревателя

• Рабочая жидкость (в роли жидкости необязательно должна быть вода) под действием солнечных лучей испаряется, и пар поднимается в верхнюю часть стеклянной колбы;
• Пар контактирует через стенку с водой, которая циркулирует по коллектору. Пар отдаёт тепловую энергию, охлаждается и снова превращается в жидкость;
• Под действием силы тяжести, жидкость стекает вниз и так цикл замыкается;
• Коллектор водонагревателя соединяется с помощью трубопроводов с бойлером косвенного нагрева. Там уже подогревается вода, которая циркулирует в контуре отопления или водоснабжения. Теплоноситель циркулирует с помощью насоса.

Кварцевое стекло, из которого сделаны вакуумные трубки, пропускают ультрафиолетовые волны. Обычное стекло их задерживает. Благодаря пропусканию ультрафиолета солнечная энергия поглощается, когда пасмурно и в зимнее время года. Такую конструкцию в домашних условиях изготовить очень сложно.

Солнечный водонагреватель безнапорный «Серия Эко»

Предназначен для сезонного горячего водоснабжения (в центральной и северной части России – с апреля по октябрь). Идеально подойдет для летних дач, кафе, баз отдыха и других подобных объектов.

Установка представляет собой устройство, включающее комплект вакуумных трубок, бак для нагрева воды, раму – крепление и цифровой контроллер.

Вакуумные трубки выполнены из ударостойкого боросиликатного стекла, выдерживающего град размером до 35 мм. На внутренние стенки нанесено многослойное покрытие, эффективно поглощающее световое излучение; вакуум препятствует потерям тепла в окружающую среду.

Бак для нагрева воды устроен из внешней (окрашенная гальванизированная сталь) и внутренней (нержавеющая сталь) емкостей и теплоизоляции между ними.

Рама – крепление выполнена из стали с гальваническим покрытием.

Электронный контроллер М7 выполняет функции управления: индикация и контроль уровня и температуры воды, включение электромагнитного клапана и др.

Принцип действия: холодная вода опускается в трубки и, согретая солнечной энергией, естественным образом поднимается обратно, в нагревательный бак, откуда направляется потребителю. По мере разбора, в бак вновь поступает холодная вода из сети водоснабжения через электромагнитный клапан, управляемый контроллером.

Представлены водонагреватели с объемом бака от 80 до 200 л., с количеством трубок. В качестве дополнительной опции (на случай длительного отсутствия солнца) предлагаются нагревательные элементы (ТЭНы), встраиваемые в бак и управляемые контроллером.

Вакуумные солнечные водонагреватели «Серия Эко»

Общее понятие о гелиоколлекторах

Для кустарного солнечного коллектора можно использовать любые трубы, шланги, б/у или ненужные радиаторы с внутренними полостями и даже секции отопительных батарей.

Преимущество самоделки в том, что она чрезвычайно слабо подвержена поломкам, в ней ничего не перегорает, все детали можно набрать даже со свалок.

Что такое гелиоколлектор

Солнечные коллекторы — это секции с системой трубок, секций нагревающихся солнцем, аккумулирующие его тепловую энергию и передающие ее воде. Заводские приборы данного типа могут быть сложными — специальные вакуумные трубки или плоские вакуумные блоки, наполненные особой жидкостью — теплоносителем.

Вверху (наконечники) — медные колбы теплообменники, указанное нагретое вещество поднимается из полости трубок/секций в них, концентрирует там тепло. Эти элементы объединяются частью (строго говоря — коллектором), в которую поступает обрабатываемая вода, она омывает их, происходи передача ей тепла. Сверху секция может накрываться материалом (характерно для плоских моделей), способствующим притяжению и концентрированию солнечных лучей или же трубки могут оставаться не накрытыми (достаточно свойств их материала).

Не только летний душ обеспечит солнечный коллектор, для душа повседневного, хорошо теплого он тоже подойдет.

Заводская продукция, конечно же, сложнее, но в основе всех таких систем аналогичный принцип: циркуляция воды по солнечному абсорберу или его теплообменнику.

Есть более простые конструкции: вода движется в системе трубок (змеевике) в секции, накрытой притягивающем солнечные лучи материалом. Внутри обычно устанавливают черный материал, часто используют зеркальное покрытие (фольгу) — лучи будут отражаться и еще раз нагревать внутреннее пространство. Такой блок имеет определенную степень герметичности — кроме того, что нагреваются трубки, в самой среде там концентрируется тепло (как в духовке).

В самом элементарном виде солнечный коллектор — это горизонтальная плоская спираль из черного резинового шланга, накрытая притягивающем солнце темным прозрачным матовым полотном. Часто добавляют небольшой насос и фильтр. Модификаций может быть много: система ПВХ трубок, небольших пластиковых/резиновых секций — но принцип аналогичный.

Принцип работы самодельного солнечного коллектора с душем

Циркуляция основывается на естественной конвекции: более теплое вещество внутри змеевика коллектора расширяясь, приобретая меньшую плотность, поднимается, через выходной патрубок поступает в верхнюю часть цистерны-аккумулятора. Более холодный слой у днища вытесняется, перемещается по другой трубе в нижний сегмент змеевика, нагревается, снова поднимается.

Пока солнце светит, жидкость постоянно движется по описанному контуру, причем с каждым циклом внутрь змеевика она попадает уже не совсем холодная, таким образом, все более нагреваясь. Бак приподнят над солнечным абсорбером, поэтому циркуляции при ночном охлаждении теплоносителя не опрокидывается — холодный слой просто скапливается на нижней точке схемы (дно коллектора), а теплая — остается в бочке.

В среднем коллекторы выдают +50…+60° C, особо удачные конструкции — +70, качественные изделия из металла в южных районах (ниже рассмотрен медный абсорбер) могут обеспечить температуру кипения.

Как располагаются трубы, необходимость насоса

Расположение труб:

• горячая труба от коллектора — присоединяется на верхнюю часть цистерны, холодный сброс в него — внизу;
• питающая труба на случай, если бочка будет наполняться помпой, дворовым или домашним краном — с противоположной стороны вверху;
• внутри бака для подачи на душевую лейку устанавливают вертикальный отрезок трубы верхний конец оканчивается вначале верхней трети бака, чтобы забирать поступающую горячую воду, которая на верхних слоях. Можно его заменить более эффективным гибким шлангом с поплавком. Приспособить его так, чтобы конец всегда был погруженным, но сам шланг находился около поверхности — так при снижении уровня жидкости он всегда будет ее отбирать.

В систему можно добавить небольшой маломощный насос, он обязательный, если элементы расположены так, что не обеспечивают естественную циркуляцию. Если есть помпа, то бочку и коллектор по отношению друг к другу можно ставить на любой высоте.

Водонагреватель для бассейна

Водонагревательную гелиосистему можно использовать для обогрева воды в бассейне. Несмотря на то, что он зачастую находится под открытым небом, вода в нем прогревается до комфортной температуры только в особенно жаркие дни. В остальное время прогреть бассейн поможет солнечный коллектор, подключенный к системе водоснабжения бассейна. Также данный вариант подходит для обогрева закрытых плавательных сооружений.

Гелиоустановка может быть собранной на производстве либо вручную. К тому же ее можно использовать зимой в ясную погоду.

Схема сборки водонагревателя для бассейна такая же, как и приведенная выше. Отличие – более крупные размеры. Для установки устройства рекомендуется подготовить специальную площадку, выложенную тротуарной плиткой, либо забетонированную. Она придаст большую устойчивость большой конструкции.

Готовый водонагреватель устанавливается на площадку. Патрубок для холодной воды опускается на дно бассейна с одной стороны. Выход для прогретой воды размещается на противоположной стороне. Электронасос подключается к системе для принудительной циркуляции жидкости. Также можно установить обратный клапан, дополнительные краны, патрубок для стравливания пара.

Во время использования бассейна гелиоустановку следует отключать для обеспечения безопасности. Средняя температура воды составит 30⁰ С, температура на выходе из коллектора – 75⁰ С.

Как работают солнечные водонагреватели (видео)

Что же, коллектор на солнечной энергии – весьма интересная идея. Наибольшую эффективность такое оборудование демонстрирует в теплую пору года, летом КПД коллекторов составляет 100%. Однако и в другие времена года оборудование позволяет весьма эффективно нагревать воду. Оно экономит электроэнергию или газ, простое в обслуживании и абсолютно безопасно. Если вы хотите ни от кого не зависеть при нагреве воды, а положиться на возобновляемые источники энергии – тепло солнце отличный выбор. Собрать установку для нагрева воды от солнца можно и своими руками. Воспользуйтесь одной из распространенных схем, в которой в баке размещается теплопоглощающий элемент, а вода циркулирует через набор трубок. Смысл системы в том, что теплая вода будет подниматься вверх и идти в трубы для непосредственного использования, а холодная опускается вниз и циркулирует обратно в трубках до нагрева.

Преимущества и недостатки

Преимущества водонагревательной гелиосистемы своими руками:

• Невысокая стоимость.
• Возможность собрать конструкцию самостоятельно.
• Использование бесплатной солнечной энергии.
• Экономия электроэнергии в теплое время года до 60%.
• Подогрев воды, отопление дома на местности, где не подведены коммуникации.
• При правильной организации возможно круглогодичное использование.

Недостатки:

• Зависимость от погодных условий.
• Невозможность функционировать в межсезонье.
• При установке в местности со сменным климатом рекомендуется дополнительный источник подогрева.
• Невысокая производительная мощность.
• Оборудование места для установки.
• Для принудительной циркуляции жидкости в системе необходим электронасос, что приводит к дополнительным затратам.

Как источник альтернативной энергии водонагревательная гелиосистема значительно экономит расходы на электроэнергию, газоснабжение, покупку жидкого, твердого топлива и т.д. Подобную установку можно сделать самостоятельно при необходимом наборе материалов, инструментов. Это значительно сократит потребление других энергоресурсов, за которые приходится платить.

Гелиоустановка также эффективна в холодное время года, если соблюдать правила монтажа. В ясную погоду она будет так же накапливать солнечное тепло, прогревая воду. Главное, качественно утеплить трубопровод, накопительную емкость.