Солнечный водяной коллектор


Изобилие солнечного света и тепла летом, страстное желание или потребность добиться реальной экономии в отоплении и горячем водоснабжении заставляют многочисленных умельцев придумывать и реализовывать в металле самые интересные с их точки зрения проекты солнечного водяного коллектора.

Солнечный водяной коллектор

Но, как всегда, умные люди советуют – перед тем, как приниматься за изготовление водяного солнечного коллектора своими руками, познакомьтесь с готовыми конструкциями, воплощенными в реальность. Сложно сказать, достигнута ли главная цель и получен требуемый эффект преобразования солнечного тепла в водяное. Как правило, информация об этом у мастеров отсутствует.

Поэтому перед изготовлением водяного солнечного коллектора проанализируйте и ответьте сами себе на простые вопросы:

  • Какое количество горячей воды необходимо, и для каких целей предполагается его использовать;
  • Какие параметры водяного солнечного коллектора удовлетворят потребителя;
  • Оправдают ли себя средства и время, потраченные на поставленные цели.

Цели и задачи изготовления водяного солнечного коллектора

Стоит напомнить, что для солнечного потока максимальная падающая тепловая энергия в среднем составляет 800Вт/ч на метр в квадрате в летнее время. Для систем водяного отопления современного дома или квартиры этого явно недостаточно. Например, при отапливаемой площади в 50м2 минимальные тепловые потребности составят не менее 7-8кВт/ч, в зависимости от состояния жилья, значит, при 100% КПД устройства потребуется, как минимум, 10м2 солнечного коллектора.

А вот как альтернатива электрической бойлерной системе водяной солнечный коллектор вполне потянет. При условии наличия в системе теплоаккумулятора и водяного насоса.

Подбираем  конструкцию водяного солнечного коллектора

В качестве рабочей модели используем стандартную и многократно проверенную конструкцию с использованием набора параллельных нагреваемых трубок. Самый сложный вопрос – материалы. Среди многочисленных вариантов солнечных водяных любительских конструкций можно выбрать наиболее подходящую схему, при условии:

  1. Длина единичной нагреваемой трубки от подводящей общей трубы до водосборной трубы не должна превышать 70см для горизонтальной схемы и 200см для вертикальной. Размер получен практическим подбором.
  2. Шаг между теплоприемными трубами не должен превышать величину 10 диаметров для медного исполнения и 5 диаметров для алюминиевого. Это связано, прежде всего, с необходимостью эффективно собирать тепло с поверхности теплового экрана-поглотителя солнечного тепла. При более высоком шаге ухудшается теплосъем и увеличиваются потери, при меньшем шаге растут затраты на материалы без значительного повышения эффективности водяного коллектора.

  3. В комплекте с солнечным водяным коллектором необходимо подключить бойлер с внутренним дополнительным теплообменником и насос с производительностью в пределах 100-150лч горячей воды.

Достаточно часто встречаются конструкции водяных коллекторов с использованием разнообразных теплообменников от старых холодильников и подобные им устройства. Сам по себе такой теплообменник, впаянный в лист меди или закрепленный на тепловом экране, даст в солнечный день максимум пол-литра кипятка в час. Более рационально использовать его медную трубку для изготовления нагреваемых трубок водяного солнечного коллектора.

Солнечный водяной коллектор

Для солнечного водяного коллектора потребуется определенное количество медных трубок, флюса и оловянно-свинцового припоя, листовой меди.

Для коллектора в габаритах 200х70см необходимо:

  • Трубки медной, диаметром 12-15мм — 4,2м, стоимость оценочно в 20-25дол.;
  • Трубки нагреваемой, медной, диаметром 8мм – 30м, стоимость – 90дол;
  • Листовой меди, шириной 100мм и толщиной 1мм – 20м, цена — до 20дол;
  • Припоя ПОС-9 и спиртово-канифольного флюса 300 и 100гр соответственно -5дол.

Итог: средняя стоимость материалов оценивается в 140-150дол., что примерно сопоставимо с требованиями к себестоимости проекта водяного коллектора солнечного света.

Солнечный водяной коллектор

Изготавливаем теплообменник водяного солнечного коллектора

Перед пайкой и сборкой потребуется провести разметку и раскройку материала. Места сверления отмечаем ударом остро заточенного пробойника.

Сверловку отверстий выполняем только на сверлильном станке, аккуратно снимаем заусенцы.

Солнечный водяной коллектор

Перед сборкой и пайкой нагреваем места пайки газовой горелкой, обрабатываем флюсом и облуживаем припоем все места пайки. Тонкие нагреваемые трубки лудим по всей длине в местах будущего крепления экрана-поглотителя.

Солнечный водяной коллектор

В процессе спаянные места оборачиваем мокрой ветошью для исключения расплавления спая из-за перегрева теплообменника.

Вторым заходом вырезаем полоски меди так, чтобы они образовали сплошной лист. Не пытайтесь припаивать один сплошной лист, это сложнее чем вы думаете, и потребует специального оборудования.

На концах подводной и отводной трубы запаивают штуцера для крепления труб, соединяющих солнечный коллектор с бойлером или водяным теплоаккумулятором.


Солнечный водяной коллектор

Для исключения возможных деформаций конструкции коллектора теплообменник можно поместить в коробку или на навесную раму. Как правило, дно коробки выстилают теплоизоляционным матом и дополнительно задувают строительной пеной.

До монтажа в короб необходимо провести проверку герметичности пайки. Для этого следует один из штуцеров заглушить с помощью резьбовой пробки на уплотнительной фум-ленте. Ко второму штуцеру подводится давление от строительного или автомобильного компрессора. Каждый стык пайки последовательно обмазывается мыльным раствором, подобно проверке на утечку газа. В случае наличия пузырей брак необходимо перепаять.

bouw.ru

Гелиоустановки для систем горячего водоснабжения и отопления

Другой вид оборудования для преобразования энергии солнца – батареи, которые принципиально отличаются от коллекторов тем, что сначала вырабатывают и аккумулируют электрическую энергию, а в дальнейшем ее можно использовать для хозяйственных нужд.

Но данный вид получения и переработки солнечной энергии требует приобретения дорогостоящего оборудования, главными конструктивными единицами которого являются фотоэлементы, что не всегда оправданно, особенно в регионах с небольшим количеством солнечных дней в году.

В отличие от них, солнечные коллекторы для нагрева воды или отопления дома имеют быструю окупаемость, особенно если изготовить их самостоятельно, так как в этом случае расходы составят лишь стоимость материалов, в число которых дорогие фотоэлементы не входят.


солнечный коллектор из поликарбоната своими руками

Использование солнечных коллекторов имеет очевидные преимущества:

  • снижение затрат на отопление и подогрев воды для системы горячего водоснабжения;
  • экологичность данного вида энергии.

Чаще всего использование коллекторов оправданно для использования в системах отопления небольших коттеджей или организации горячего водоснабжения в летний период в загородном доме или на даче. Оправдан солнечный коллектор для бассейна в качестве устройства для подогрева воды.


Поэтому для оптимизации расходов на отопление частного дома лучше всего использовать коллекторы совместно с традиционным оборудованием, которое изначально может быть рассчитано для этого, либо имеет возможности для переоборудования или согласования параллельного функционирования двух систем теплоснабжения.

Также стоит отметить, что, кроме регулярного обслуживания и очистки поверхности коллекторов от грязи и мусора, некоторые из них не предназначены для работы при низких температурах, поэтому перед началом зимы их нужно законсервировать, предварительно слив из системы теплоноситель.

солнечные коллекторы для нагрева воды

Основные разновидности солнечных коллекторов

Солнечный коллектор представляет собой устройство, главной функцией которого является превращение поглощенной солнечной энергии в тепловую с целью ее дальнейшего использования для нагрева теплоносителя в системах отопления, в том числе и в «теплых полах» и ГВС дома.

Солнечные коллекторы условно можно классифицировать, используя разные критерии. Прежде всего, они делятся по типу теплоносителя на:

  • водяные (жидкостные);
  • воздушные.

По уровню предельных температур коллекторы бывают:

  • низкотемпературными – предел до 50°C, средний показатель 35-45 °C;
  • среднетемпературными до 80°C;
  • высокотемпературными – более 80°C.

Последние чаще всего являются промышленными образцами, сделать их своими руками не представляется возможным.

Конструктивно солнечные нагреватели воды могут быть:

  • плоскими, которые могут быть как воздушными, так и жидкостными;селективное покрытие
  • вакуумными, использующими в качестве теплоносителя воду или иной вид жидкости;расчет солнечного коллектора

  • трубчатыми – бывают и жидкостными, и воздушными;селективная краска для солнечных коллекторов
  • термосифонными, или так называемыми накопительными интегрированными коллекторами, главным отличием которых является способность не только нагревания жидкости, но и поддержания ее температуры определенное время.термосифонные коллекторы

Последний вариант является самым простым как по устройству, так и по сложности изготовления и представляет собой несколько теплоизолированных емкостей с водой, а нагрев жидкости происходит через стеклянные крышки баков.

Плоские воздушные коллекторы тоже довольно просты и имеют вид специальной панели в виде герметичной коробки с теплоприемником с подключенными воздуховодами, по которым движется и нагревается воздух.

Для повышения эффективности их работы требуется увеличение их площади, например, за счет использования нескольких панелей в одной системе, а также использование вентилятора.

Солнечный коллектор своими руками, видео:

Каким должен быть самодельный солнечный коллектор?

Из-за невысокой эффективности воздушных коллекторов домашние мастера отдают предпочтение водяным устройствам, которые бывают вакуумными или плоскими, с замкнутой или открытой системой теплообмена.

Плоский коллектор – довольно простой для самостоятельного изготовления прибор. Состоит из металлического корпуса прямоугольной формы, внутрь которого интегрирован теплоприемник, чаще всего в виде медного или алюминиевого трубчатого змеевика.

Для лучшего поглощения солнечных лучей (абсорбции) его покрывают селективной краской черного цвета. Снизу обязательно укладывается слой теплоизоляционного материала или резины, а сверху конструкция накрывается крышкой, для изготовления которой используется стекло или, например, поликарбонат, хотя возможно применение и других светопропускающих материалов.


Принцип работы плоского коллектора довольно простой: поглощенное тепло передается теплоносителю (в данном случае жидкости), циркулирующему по змеевику.

Герметичность конструкции исключает возможность попадания грязи под стекло на теплоприемник и не допускает выветривания накопленного тепла через естественные щели.

Наиболее эффективен данный вид коллекторов при эксплуатации в теплое или межсезонное время года, зимой его КПД значительно снижается.

Проблема потери тепла решена в вакуумном коллекторе. В нем трубки помещаются в светопрозрачные стеклянные колбы, из которых предварительно выкачивается воздух. Трубки в этой конструкции обязательно имеют абсорбционное покрытие и дополнительно заполняются хладагентом.

вакуумный солнечный коллектор

Непосредственно трубки соединяются своими концами с магистралью, по которой движется теплоноситель. Под воздействием солнечных лучей хладагент закипает и превращается в пар, который, по законам физики, поднимается вверх по трубке и при контакте с теплоносителем остужается, отдавая накопленное тепло.

Именно из-за такой особенности вакуумные коллекторы эффективны и в зимнее время, при минусовых температурах, хотя их КПД может несколько снизиться за счет уменьшения светового дня и увеличения пасмурности.

Вариантом вакуумного коллектора можно считать и конструкции, в которых трубки сразу заполняются теплоносителем. Но они обладают одним существенным недостатком – сложностью проведения ремонтных работ. В этом случае, если из строя вышла какая-либо из трубок, потребуется полная замена всей конструкции.

Какими бывают солнечные коллекторы, собранные самостоятельно?

Прежде чем приступить к самостоятельному изготовлению гелиоустановки, потребуется заранее подготовить некоторые материалы. Список их в зависимости от выбранного вида и типа может отличаться, но в любом случае потребуются:

  • готовый змеевик или металлические трубки, предпочтительнее из меди или стали;
  • материал для теплоизоляции конструкции и накопительного бака с водой;
  • стекло или другой светопрозрачный материал. Например, можно сделать солнечный коллектор из поликарбоната своими руками, который обладает некоторыми преимуществами перед стеклянными образцами: имеет меньший вес, что актуально при установке на крыше дома, и более устойчив перед механическими повреждениями. Но при этом по светопропускной способности не уступает стеклу, к которому предъявляются повышенные требования по прочности (как правило, рекомендуется изготавливать крышку из ударопрочного материала), а это значит, что и по цене поликарбонат имеет перед ним преимущества;солнечный коллектор из поликарбоната
  • лист OSB, оргалита или металла;
  • материал для изготовления каркаса (подойдут различные пиломатериалы, в том числе даже рамы старых деревянных окон);
  • бак для накопительной емкости;
  • хомуты, заглушки и другие изделия для монтажа и крепления установки;
  • краска или другой химический материал для нанесения селективного покрытия для теплоприемника.

Самым главным элементом солнечного коллектора является теплоприемник, или абсорбер, который при самостоятельном изготовлении установки может иметь самый разнообразный, в некоторых случаях даже экзотический внешний вид:

  1. самый простой и доступный вариант — использовать для него змеевик вышедшего из строя холодильника;
  2. коллектор можно изготовить и из обычного полипропиленового шланга, но такой вариант более подходящим является в условиях дачи, так как вполне способен обеспечить горячей водой в летнее время.

Для того чтобы гелиоустановка могла быть использована в качестве альтернативного источника ГВС дома или отопления, ее конструкция, хоть и не отличающаяся особой сложностью, требует большего внимания и, главное, трудозатрат при изготовлении.

Коллектор Станилова: «солнечное отопление» в доме

Установки для отопления дома или решения проблем горячего водоснабжения (полного или частичного), собираемые на основе чертежей изобретателя из Болгарии С. Станилова, относятся к универсальным конструкциям, работа которых основана на парниковом эффекте.

Поэтому солнечные лучи, попадая в замкнутое и герметично изолированное пространство, не имеют выхода, что и порождает термосифонный эффект, при котором нагретая жидкость в трубках начинает свое движение вверх, вытесняя при этом жидкость с более низкой температурой к месту нагрева.

Представляет собой конструкцию трубчатого типа, заключенную в специальную деревянную раму. Как правило, одновременно применяется два коллектора в союзе с накопителем и аванкамерой.

Для изготовления радиатора-коллектора используются стальные трубки, которые обязательно соединяются сваркой. Поэтому применение медных или алюминиевых изделий, особенно при изготовлении конструкции своими руками, представляется проблематичным.

Для соединения коллектора с накопительной емкостью рекомендуется использовать также стальные трубы диаметром от 3/4 до 1 дюйма.

солнечное отопление

Элементы установки и особенности монтажа

Для изготовления солнечного водонагревателя своими руками также потребуются:

  1. деревянная рама;
  2. стекло для изготовления светопрозрачной крышки;
  3. оргалит или металлический лист для дна коллектора, который впоследствии обязательно потребуется теплоизолировать;
  4. усилитель для днища, в роли которого можно использовать брус с размерами не более 30?50 мм;
  5. металлические трубки, из которых будет свариваться радиатор коллектора из расчета, что для изготовления одного требуется в среднем 15 единиц при длине 1,60 м;
  6. теплоотражатель, для изготовления которого вполне пригоден оцинкованный лист;
  7. соединительные муфты и хомуты;
  8. теплоизоляционные материалы (пенопласт, минеральная вата и любые другие).

Потребуется и накопительный бак, для которого в зависимости от потребностей и мощности самого коллектора используются емкости от 150 до 400 л. В принципе, можно установить не один бак, а несколько, суммарным объемом соответствующих расчетному.

солнечные нагреватели воды

Функции аванкамеры, составного элемента данной конструкции, сводятся к созданию избыточного давления, составляющего не менее 80-100 мм рт. ст. Она представляет собой емкость объемом 30-40 л, оснащенную поплавковым клапаном, обеспечивающим ее работу в автономном режиме.

При монтаже аванкамеры обязательно должно соблюдаться условие, при котором уровень жидкости в ней превышал бы уровень воды в накопителе на 0,8-1,1 м, кроме того, располагаться они должны в непосредственной близости друг от друга.

Короб, в котором будет располагаться коллектор, должен обязательно теплоизолироваться, а для уменьшения теплопотерь внешние его стороны рекомендуется окрашивать в белый цвет, стеклянная крышка обязательно должна быть герметичной.

коллектор своими руками

Как работает солнечный коллектор?

Установку коллектора предпочтительнее выполнять на южной стороне скатной крыши, на плоской кровле его следует монтировать под углом от 35° до 45°. Далее можно приступать к заполнению системы.

После этого аванкамеру нужно соединить с водопроводным вводом и открыть кран для снижения уровня воды. Как только сработает поплавковый клапан, расходный кран закрывают. Нагретая вода поступает в верхнюю часть накопителя, откуда она уже может отбираться, а ее место заполняет новая порция холодной.

Регулирует этот процесс поплавок, который и запускает процесс долива воды в систему, как только уровень в аванкамере снизится. Для того чтобы исключить возможность обратной отдачи тепла используется вентиль, который следует перекрывать ночью или в пасмурные дни.

Непосредственно к сантехническим приборам вода подключается с обязательным использованием смесителей, так как пиковые значения температур могут достигать 70 °C и даже выше.

Селективное покрытие для солнечных коллекторов

При самостоятельном изготовлении коллектора для нанесения селективного слоя можно приобрести специальную краску, но вполне подходит и использование других химических материалов, наносить которые следует тонким слоем:

  • черный хром;
  • оксиды металлов и, прежде всего, оксид меди;
  • газовая сажа;
  • черная краска, которую для большего эффекта лучше наносить на какой-либо утеплитель;
  • можно выполнить так называемое «воронение» стали, при котором создается зеркальная поверхность.

Но следует учитывать, что не все виды покрытия обладают одинаковым коэффициентом селективности, то есть у них разное поглощение солнечной энергии и способность к ее теплоотдаче.

Когда выбирается селективная краска для солнечных коллекторов, то нужно ориентироваться на показатели поглощения солнечной энергии от 8,5 до 16, которые являются оптимальными.

Солнечный коллектор для отопления частного дома, видео:

Как правильно сделать расчет солнечного коллектора?

Чаще всего при изготовлении солнечных коллекторов своими руками расчет их мощности и производительности осуществляется эмпирическим путем.

Но учитывать общие правила и особенности данных установок необходимо.

Как сделать бетономешалку своими руками? — здесь больше полезной информации.

В первую очередь следует обратить внимание на количество солнечных дней (часов) в данной конкретной местности. Данный параметр влияет как на КПД установки, так и определяет конструктивные особенности выбранной модели.

Далее, в зависимости от того, для каких целей планируется использовать коллектор (для отопления дома или организации горячего водоснабжения или того и другого одновременно), определяются максимальные потребности.

Вас заинтересует эта статья — Как сделать камин своими руками из кирпича или гипсокартона?

разновидности солнечных коллекторов

Потребность в горячей воде можно рассчитать, используя для этого данные о количестве проживающих в доме людей, хотя при наличии водомерного счетчика удастся получить более точные показатели.

А расчеты по затратам на отопление будут зависеть от климатического региона, теплоизоляции дома и других факторов, но можно использовать и общие значения, по которым для обогрева 10 м2 площади потребуется 1 кВт мощности установки.

Но для того чтобы эффективность от использования гелиоустановок была максимальной, их часто интегрируют в общую домовую систему отопления и/или горячего водоснабжения. В этом случае, в те месяцы или дни, когда КПД коллектора будет понижаться, недостаток тепла можно компенсировать из традиционных источников.

dimdom.ru

Виды солнечных коллекторов для нагрева воды

В основу функционирования солнечных коллекторов для нагрева воды положены физические закономерности, которые мы все проходили ещё в школе. В частности, жидкость меньшей плотности вытесняется той, что имеет большую плотность. Этот принцип лежит в основе всех стандартных систем водяного отопления. В них вода с низкой температурой, имеющая более высокую плотность, является движущей силой для горячей воды. Отличие от традиционных систем только в том, что в обычном обогревательном котле применяются электричество, газ, дизель и т. п. А в солнечных водонагревателях применяется альтернативный источник энергии – солнце.

Солнечные водонагреватели можно классифицировать по различным параметрам. В частности, по температуре нагрева пластины, их можно подразделить на:

  • Низкотемпературные. У низкотемпературных нагревателей мощность небольшая и воду они нагревают до 500 градусов Цельсия. Именно этот тип нагревателей применяется в частных хозяйствах;
  • Среднетемпературные. Нагревают воду до 800 градусов по Цельсию. Применяются для обогрева многоквартирных домов;
  • Высокотемпературные. Используются для нагрева воды на промышленных предприятиях.

Также можно подразделить солнечные коллекторы для нагрева воды по их конструкции. Существуют следующие виды.
Вернуться к содержанию
 

Плоские

Здесь в роли поглотителя солнечной энергии выступает алюминиевая или медная пластина. Выбор этих материалов объясняется их высокой теплопроводностью. На рабочую пластину наносят специальное покрытие, которое обеспечивает максимальный сбор тепловой энергии солнечного света. Кроме того, покрытие предотвращает отражение световых лучей от пластины. Сверху конструкцию накрывают гелиостеклом.

Есть такие марки стёкол, которые не содержат примесей железа. Такое стекло не отражает солнечный свет и хорошо пропускает его внутрь коллектора. Кроме того, оно имеет хорошую стойкость к механическим воздействиям. Рамку плоского водонагревателя делают из алюминия или «нержавейки». Основание водонагревателя, на котором находится рабочая пластина, утепляется теплоизоляцией.

Плоские солнечные коллекторы можно закрепить в любом месте строения. На стенах, фасаде, крыше. Для этого подходит любая плоскость, выходящая на юг. Такие модели успешно применяются для отопления помещения и нагрева воды. Площадь самой панели около двух квадратных метров. Для увеличения мощности такие панели часто объединяют в одну.

Вернуться к содержанию
 

Вакуумные

Конструкция вакуумных водонагревателей предусматривает систему из трубок. В верхней части таких коллекторов есть единая панель из таких трубок. Принцип действия таких водонагревателей подобен термосу. Медная трубка вложена в стеклянную трубку, а между ними создан вакуум, который является идеальной теплоизоляцией.

Внешняя трубка выполнена из гелиостекла. В ней находится медная трубка с теплоносителем. Вакуум в такой системе обеспечивает снижение потерь тепла в 2,5 раза по сравнению с плоскими коллекторами. Эффективность подобных водонагревателей напрямую зависит от герметичности элементов. Вакуумные трубки без проблем могут использоваться в мороз при условии, что система будет функционировать постоянно.

Есть следующие разновидности вакуумных коллекторов:

  • Модели с прямоточной циркуляцией. Они более удобны в плане эксплуатации. Крепятся они вертикально или горизонтально. Конструкция подобных водонагревателей предусматривает подачу в них воды и вывод обратки в контур. То есть, теплоноситель здесь циркулирует по замкнутому контуру. Это позволяет свести к минимуму потери тепла.
  • Модели с тепловыми трубками. Здесь трубка крепится в системе, что называется «на сухую». То есть, система более пригодна для ремонта. Трубки в этом случае можно без проблем заменить, а также выбрать для них оптимальное положение к солнечным лучам путём поворота вокруг своей оси.

Вернуться к содержанию
 

Особенности конструкции и установки солнечных коллекторов

Наиболее распространённый вид солнечных коллекторов на сегодняшний день – это накопительный бак. Это самый простой водонагреватель. Специальный бак размещают на крыше какого-нибудь строения. Чаще всего это бывает летний душ на дачном участке. Вода в баке на протяжении светового дня греется и далее можно принимать душ. Температура воды в таком баке может доходить до 40 градусов Цельсия.

Вода в этом случае выходит из бака самотёком благодаря тому, что имеется естественный перепад высоты. Такие системы используются в основном для летних душей, но при желании их можно доработать для горячего водоснабжения дома.    

Функционирование солнечных водонагревателей основано на разнице плотности води воды при различной температуре. Нагретая жидкость выталкивается вверх более плотной холодной водой, которая затем нагревается, и так далее. В таких простых системах вода может двигаться самотёком. Однако в большинстве систем ГВС используются насосы для принудительной циркуляции воды.

Чтобы водонагреватель было удобнее использовать и обслуживать, специалисты рекомендуют выполнять следующие моменты:

  • Чтобы было удобно стравливать воздух, в нижней части теплообменника нужно сделать дренажные вентили;
  • Обязательно нужно сделать качественную и надёжную теплоизоляцию трубопровода, по которому циркулирует нагретая жидкость. Теплоизолировать трубы можно с помощью различных современных материалов;
  • Для повышения производительности коллекторов, их можно объединять в одну систему;
  • В системе должен быть вентиль, прекращающий циркуляцию теплоносителя. Он потребуется для прекращения циркуляции, если температура сильно понизилась;
  • Для получения воды, необходимой температуры, используются смесители.

Вернуться к содержанию
 

Солнечный водонагреватель своими руками

Солнечный водонагреватель является только одним узлом (хотя и самым важным) в системы обогрева или ГВС дома. Для нормальной работы требуется накопитель тепла. Это изолированный бак, который накапливает и хранит нагретую воду (или другой теплоноситель) продолжительное время. Обычно нагрев теплоносителя в подобных системах происходит посредством естественной циркуляции благодаря разнице температур. При этом вода проходит через коллектор, где нагревается, и постепенно вытесняется оттуда холодной водой. То есть, для успешной работы такого водонагревателя потребуется правильное подключение накопителя тепла, с коллектором и необходимыми трубопроводами. Давайте, рассмотрим некоторые неоднозначные моменты при создании такой системы своими руками.

Для успешной работы самотёком без использования насоса нужно утеплённый накопитель поставить на одинаковом уровне с коллектором. При использовании старого водонагревателя нужно провести небольшую модификацию. Требуется врезать патрубки сверху и снизу бачка. Тогда нагретая вода будет беспрепятственно подниматься в верхнюю часть. Резервуар нужно делать размером, сопоставимым с габаритами водонагревателя.

Перед сборкой солнечного водонагревателя стоит также обдумать ещё один важный момент. А именно, подключение коллектора к водопроводу. Напорный водопровод в этом случае необходим. Простым вариантом является всё тот же бак на крыше, откуда вода идёт в душ или в умывальник. В таком упрощённом виде коллектор (бак) подключается к водопроводу так, чтобы приток холодной воды был снизу, а нагретая вода отводилась сверху.

Когда строится более сложная система водонагревателя, то используется теплообменник, насос и прочее сопутствующее оборудование. Вода (или теплоноситель) в таких системах циркулирует в одном контуре, а тепло она отдаёт во внутренний контур. Вода из внутреннего контура уже используется в бытовых целях. Эффективность в этом случае выше, поскольку в коллекторе вода лишь подогревается, а в теплообменнике немного остывает.

Теплообменник, который передаёт тепло во внутренний контур, обычно ставится в доме. Как правило, это подвальное помещение, что нарушает естественную циркуляцию. Поэтому прокачивание воды системы осуществляется при помощи насоса. Если система устанавливается в летнем домике, где живут только летом, то лучше делать упрощённую версию, когда накопительная ёмкость ставится на крыше. В такой упрощённой версии можно даже и не утеплять накопительный бак.

Вернуться к содержанию
 

Сколько стоят солнечные коллекторы для отопления и их эффективность

Цена солнечного коллектора напрямую зависит от его размера. А размеры, в свою очередь, зависят от габаритов самого дома и необходимости в горячей воде. Перед проектировкой обычно проводится энергетическое обследование дома. После этого вычисляется необходимое число коллекторов, чтобы обеспечить требуемый результат с минимальными затратами.

В среднем, если в год на содержание коллектора тратится до тысячи рублей, то он может выдавать 150─300 литров горячей воды одновременно. Срок эксплуатации такого водонагревателя около 10─15 лет. Для сравнения, электрический котёл требует на содержание в год примерно 2─6 тысяч руб. При этом он выдаёт от 60 до 120 литров горячей воды. И срок службы составляет около 8 лет.

Коллекторы, использующие солнечную энергию, эффективны и в целях отопления. Хорошо показывают себя комбинированные системы, совмещающие солнечную и электрическую энергию. При этом после окупаемости оборудования вы будете экономить на тарифах за ГВС и отопление. Среднестатистический вакуумный коллектор может в течение летнего сезона выработать 2200 кВт/ч. Эта тепловая энергия эквивалентна теплу, которое выделяется при сжигании 200 литров дизтоплива или 4 центнеров каменного угля. Плюс заключается в том, что солнечную энергию не нужно покупать и транспортировать к месту использования.

Цена небольших солнечных водонагревателей для использования летом с накопительной ёмкостью до 300 литров стоят около 50 тысяч руб. Круглогодичные вакуумные коллекторы с накопительной ёмкостью около 500 литров стоят около 350 тысяч. Плоские модели солнечных коллекторов, конечно, дешевле. Система для отопления дома площадью сто квадратных метров с 4 коллекторами (по 6 кВт) и накопителем до 300 литров будет стоить примерно 150 тысяч руб. Если к этому добавляются тёплые полы, то стоимость выходит на уровень 200─250 тысяч.

Продвинутые системы с отоплением и ГВС (на дом 200 квадратных метров), 2-контурным баком, имеющие в своём составе несколько коллекторов перешагивают отметку в 300 тысяч рублей. Если говорить о самых мощных системах для обогрева и ГВС домов с площадью 300 «квадратов» и более, то их стоимость начинается от 0,5 миллиона рублей.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье, а также ваш опыт использования солнечных водонагревателей, оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию

akbinfo.ru

Особенности современных систем для водного нагрева

Накопительные устройства в рамках применяемых техник являются наиболее популярными. Их ключевые особенности состоят в присутствии специального бака в области возвышения, то есть на площади крыши определенной постройки. В него поступает водный ресурс, а затем на протяжении дневного периода осуществляется его прогрев до определенного температурного показателя в +40 °С, после чего есть смысл использования жидкости для создания бытовых дел.

Вода, которая успела разогреться, подается в область места назначения посредством самостоятельного течения за счет высотного перепада, образованного естественным образом. Накопительная технология традиционно используется в случае обустройства душа летнего типа, а если эта система подвергнется доработке, есть все шансы на ее эксплуатацию в летней душевой. Солнечные устройства-коллекторы функционируют по такой схеме, что при нагреве изменяется плотность, в итоге жидкость поднимается вверх и выталкивает холодную воду. Применив этот принцип, можно избавиться от необходимости использования дополнительного обеспечения насосного типа.

Приобретение солнечного коллектора для нагрева воды может стать для вас наиболее оптимальным решением. Он имеет простую конструкцию, которая включает в себя целый набор элементов:

  • Тепловой поглотитель. Традиционно данная составляющая окрашена в темный цвет, как и основание всей конструкции.
  • Баковое устройство для хранения и функционирования теплоносителя без особых препятствий.
  • Змеевики, способствующие естественной водной циркуляции в работе данной системы.
  • Теплообменное устройство, выступающее в качестве основного элемента всей системы, применяющееся для передачи тепла всей рабочей жидкости.

Итак, в ходе нагревательного процесса жидкость поднимается по трубам и затем поступает в резервуар, откуда хозяева и добывают подогретую воду.

Разновидности коллекторных устройств

В зависимости от конструктивной разновидности изделия делятся на несколько видов:

  • Плоские – в качестве поглотителя энергии солнца выступает алюминиевая пластина или медный элемент, поскольку данные материалы – оптимальные тепловые проводники. Пластинный компонент в обязательном порядке подлежит обработке специальным покрытием, которое обеспечивает тепловое поглощение. Крепление данного типа моделей может осуществляться в удобном месте, то есть на крыше, в области фасада, стены. Это универсальные модели, которые используются и для отопления, и для водного нагрева.
  • Вакуумные модельные элементы подразумевают в качестве основного компонента применение трубной системы – змеевика. Получается, что в верхней части происходит соединение нескольких отдельных трубчатых частей, в ходе чего формируется отдельная панель. Работает это устройство по принципу термоса. Этот модельный ряд оснащен прямоточным механизмом, по которому осуществляется циркуляция, а также изделиями с трубами тепловой разновидности.

Наиболее распространенные модели всесезонных солнечных коллекторов с вакуумными трубками:

Солнечный коллектор для нагрева воды можно сделать своими руками, и это решение позволит сэкономить деньги, но отнимет определенное количество времени.

Преимущества и недостатки подобного вида изделий

Вакуумные модели

Этот ряд оснащен определенным количеством преимуществ, на которые стоит обязательно обратить внимание:

В климатической области умеренного типа данная вариация превратится в оптимальное решение. Также стоит обратить внимание на несколько отрицательных моментов представителя данного модельного ряда:

Стоит ли отдавать предпочтение в пользу этого элемента – каждый потребитель принимает решение самостоятельно.

Плоские модели коллекторов

Если рассматривать положительные моменты в рамках функционирования подобных систем, можно выделить несколько:

Если вы постоянно проживаете в теплых климатических условиях, стоит обратить внимание на плоские коллекторы. Тем не менее, этот факт не лишает их определенных минусов:

Можно применять самодельный солнечный коллектор для нагрева воды, а можно приобрести готовую модель – от этого будет зависеть качество, продуктивность и особенности последующего функционирования.

Солнечные коллекторы для нагрева воды: особые виды

Помимо классики на практике встречаются и особые виды изделий, которые выпускаются многими современными изготовителями, предлагающими оптимальную модификацию. Все они отличаются еще большей рабочей эффективностью.

Солнечные изделия-концентраторы

Данные устройства традиционно рассчитаны на применение в промышленных целях. Они призваны концентрировать солнечную радиацию с помощью зеркальных элементов и направлять ее на поглотители тепла. За счет этой вариации конструкции происходит создание рациональных условий для прогревания носителя тепла до максимальных температурных показателей, в среднем достигающих +90 °С. В пасмурную погоду сложная зеркальная система утрачивает свою эффективность, так что данный тип оборудования актуален для теплых регионов, где хорошая погода наблюдается большим числом дней в году.

Максимально эффективно устройство работает вблизи от экватора. Для успешной работы на солнце концентраторы могут быть оснащены специальной опцией механизации, которая меняет наклонный угол в рамках плоскости. Если речь идет об устройствах с одной осью, их вращение происходит с востока на запад, а если это модели с двумя осями, они имеют тенденцию к свободному повороту в любую сторону. В рамках применения в быту фигурируют определенные нюансы – высокий показатель цены и потребность в постоянном техническом обслуживании.

Солнечные воздушные изделия

Со временем изготовителями было принято решение отказаться от остекления корпусного элемента, поэтому появилось качественно новое решение в виде данной модели. В устройстве имеются перфорированные рабочие пластины, вентилятор, который подает воздух внутрь помещения. При этом он предварительно нагревается. Данная модель обладает небольшой  ценой, и такой солнечный коллектор из темного металла применяется для нагрева воды в бассейне. В межсезонье его эксплуатация наиболее приемлема. Кроме того, с помощью этой модели можно проветривать помещение теплым воздухом.

happymodern.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.