Как сделать солнечный водонагреватель своими руками

Как собрать солнечный водонагреватель для дома своими руками?

Преимущество солнечных водонагревателей в том, что их довольно просто изготовить своими руками без специальной подготовки. Итак, 18 шагов необходимых для самостоятельной сборки солнечного коллектора:
Изготавливаем решетку из параллельных металлических труб (10-15 мм диаметром), скрепленных двумя поперечными трубами (диаметром не менее 20 мм). Для соединения, просверливаем отверстия в более широких трубах (по диаметру узких параллельных труб) Привариваем к раме абсорбер – металлический лист. Для лучшей теплопередачи, нужно максимально плотнее прижать металлический лист к раме (приварить все участки соединения) Покрываем абсорбер черной теплостойкой краской. Дожидаемся полного высыхания. Изготавливаем деревянную раму высотой около 100-150 мм. Ширина и длина рамы рассчитываются по размерам абсорбера. Размещаем абсорбер внутри деревянной рамы. Накрываем раму обычным оконным стеклом (от 4 мм толщиной). Можно использовать и стеклопакеты. При этом вырастет эффективность водонагревателя, но и существенно увеличится его общая масса и стоимость проекта. Обрабатываем раму антисептиком и красим краской (желательно стойкой к влажности, для защиты от атмосферных осадков). Просверливаем отверстия в раме, чтобы холодный и горячий теплоноситель могли попадать в металлическую раму абсорбера. Тыльную часть конструкции (под абсорбером) покрываем теплоизоляционным материалом. Рекомендуется использовать мин. вату

важно чтобы изоляционный материал был способен выдержать температуры до 200 градусов. Покрываем нижнюю часть рамы фанерой или досками. Главное гарантировать что влага не будет проникать в водонагреватель. Прибиваем планки для крепления стекла (во внутренней стороне рамы). Прикрепляем уплотнитель, вставляем стекло и еще один уплотнитель на стекло

Все это прикрепляется при помощи оцинкованной жести. Все щели конструкции заполняются силиконом, для уменьшения тепло потерь. Находим емкость-аккумулятор. Это может быть старый бойлер, металлические бочки… главное помнить, емкость должна выдерживать давление воды в системе (несколько атмосфер). В баке делается 4 отверстия. Два для теплообменника. Одно для попадания в бак холодной воды (в нижней части бака) и одно для вывода горячей воды (в верхней части). Размещаем в баке спиралевидный теплообменник (из меди или нержавеющей стали). Проводим соединение коллектора и емкости-аккумулятора. Для этого можно использовать пластиковые или металлопластиковые трубы (для предотвращения тепло потерь, хорошо изолируем систему). В верхней точке системы, присоединяем расширительный бачок (для регулирования давления в системе).

Мы надеемся, что наша статья была полезной для вас и поможет вам в построении солнечного водонагревателя своими руками.

Типы проточных водонагревателей

Проточные водонагреватели разделяют по виду энергии, которая используется для нагрева. Поэтому их можно поделить на следующие виды:

• Электрические, в которых проходящую воду нагревают ТЭН (трубчатый электронагреватель) или металлическая трубка, на которую воздействуют переменным магнитным полем (индуктор). Поэтому их делят на два типа: индукционные и ТЭНовые. Этот тип водонагревателей потребляет электрическую энергию, поэтому не подходит для тех мест, где невозможно присоединиться к электросети;
• Водяные, работающие от системы отопления. Эти устройства не требуют подключения к электросети, поэтому их можно использовать даже в неэлектрофицированных домах. Однако зависимость от системы отопления не позволяет использовать их в летний период;
• Солнечные, получающие тепло от светила. Они не зависят от системы отопления или электричества, поэтому их можно применять на летних дачах. Однако эти устройства греют воду лишь в тёплые солнечные дни;
• Газовые, работающие от сжиженного или магистрального газа. Такие устройства используют лишь в домах и квартирах, подключённых к центральному газопроводу.

Это устройство нагревает проходящий через него поток воды

Основа электрического водонагревателя — нихромовая проволока, которая обладает высоким сопротивлением, намотанная на керамический каркас. Индукционный нагреватель работает по другому принципу. На металлическую трубу наматывают толстую медную шину, затем подают высокочастотное (до 100 килогерц) напряжение. Переменное магнитное поле нагревает металлическую трубу, а труба, в свою очередь, нагревает воду. Существуют проточные нагреватели, которые встраивают в бойлеры или теплоаккумуляторы, заполненные водой. Поэтому их и называют водяными. Лучший вариант для летней дачи — солнечный проточный водонагреватель. Он работает от солнечной энергии и нагревает воду до 38–45 градусов, чего вполне достаточно, для того чтобы принять душ. Газовые проточные водонагреватели появились в студенческой среде от безысходности, вызванной сломавшейся колонкой или другими аналогичными факторами. Они представляют собой свитую в спираль медную трубку, расположенную над огнём кухонной газовой печи.

Что можно сделать самостоятельно

Прежде чем выбирать конкретный тип водонагревателя, необходимо определить, какие инструменты, материалы и навыки вам доступны. Если вы умеете хорошо работать сварочным аппаратом, то сможете сделать электрический водонагреватель. Если у вас уже есть работающая система отопления с теплоаккумулятором и вы умеете пользоваться сварочным инвертором, то сможете сделать водяной нагреватель. Если вы не обладаете такими талантами или у вас нет ни электричества, ни водяного отопления, то вам вполне по силам солнечный водонагреватель.

Газовые проточные водонагреватели — средство повышенной опасности. Для работы с любыми газовыми устройствами необходимо пройти специальное обучение, в противном случае велика вероятность, что вместо проточного водонагревателя вы получите мину замедленного действия, которая однажды взорвётся. Если концентрация газа в помещении составит 2–15%, то взрыв произойдёт от любой искры. Поэтому в этой статье нет никаких инструкций, с помощью которых вы сможете создать газовый проточный водонагреватель.

Для создания большинства водонагревателей вам придется научиться пользоваться сваркой

Классификация

В зависимости от типа циркуляции

• Естественная циркуляция осуществляется посредством физических свойств жидкости. Нагретый теплоноситель имеет меньшую плотность и больший объем, поэтому стремится подняться по трубкам коллектора вверх, а его место занимает холодный теплоноситель.
• Принудительная циркуляция. Для осуществления естественной циркуляции резервуар должен находиться над коллектором. А это далеко не всегда осуществимо с технической, и целесообразно с архитектурной точек зрения, особенно если водонагреватель снабжен резервуаром большого объема.

Солнечный коллектор с принудительной циркуляцией

Учитывая, что обычно панель водонагревателя устанавливают на скате крыши, резервуар для естественной циркуляции придется ставить на конек, что стянет серьезным испытанием для прочности конструкции и вряд ли украсит внешний вид крыши. Поэтому часто резервуар устанавливают традиционно, в нижней части здания, обычно в подвале, а циркуляцию теплоносителя осуществляют принудительно с помощью специальных насосов.

Кроме того, принудительная циркуляция позволяет использовать масляные теплоносители, которые более эффективны в этом качестве, чем вода, но из-за малого коэффициента расширения практически не поддерживают естественную циркуляцию.

В зависимости от типа коллектора

• Панельный коллектор – самый простой вариант без особых претензий. Выкрашенные черной светопоглощающей краской трубки для циркуляции теплоносителя укреплены в простом панельном корпусе и прикрыты стеклом либо прозрачным пластиком. Эффективность такого устройства довольно низка из-за того, что теплоноситель начинает отдавать тепло окружающему воздуху, не успев покинуть коллектор. А учитывая, что коллектор по конструкции схож с радиатором, потери могут быть весьма существенными. Поэтому панельный коллектор целесообразно использовать только в местности с высокой эффективностью солнечного освещения или для вспомогательных нужд.
• Вакуумный коллектор лишен главного недостатка предыдущего типа конструкции: трубка с теплоносителем проложена внутри вакуумной колбы, пропускающей солнечное излучение. Это практически предотвращает отдачу тепла из коллектора в окружающую среду и позволяет нагревать воду до температуры кипения, а масляный теплоноситель до 200-300 градусов, что отлично подойдет для отопления дома. Конечно, вакуумный коллектор имеет более высокую цену, но разница в цене полностью окупается во время эксплуатации.

В зависимости от контура циркуляции

• Водонагреватель с разомкнутым контуром циркуляции используется для снабжения горячей водой системы водоснабжения дома. Теплоносителем в такой системе служит вода, которая непосредственно используется для бытовых нужд, не возвращаясь более в контур циркуляции.
• Одноконтурная система используется для отопления дома. Нагретый теплоноситель из резервуара поступает в систему отопления (обычно используется в качестве домеса к теплоносителю, нагретому традиционным способом), пройдя через которую, снова поступает в резервуар и подается в коллектор.
• Двухконтурная система может использоваться для любых целей (как для горячего водоснабжения, так и для отопления) и позволяет выбирать любой теплоноситель – воду, масло, либо антифриз для использования при минусовых температурах. Теплоноситель из резервуара коллектора попадает в теплообменник, где отдает тепло теплоносителю второго контура, который в свою очередь используется по прямому назначению системы (для отопления либо горячего водоснабжения).

Некоторые рекомендации касательно монтажа и сооружения аппарата

Неважно, у вас солнечный вакуумный водонагреватель или любой другой, важно, чтобы аппарат отвечал всем потребительским параметрам, потому рекомендуется придерживаться представленных ниже советов:

1. В нижней области теплообменников лучше всего установить дренажные вентили, дабы воздух мог стравливаться.
2. Гидросистема должна иметь вентиль, что исключает циркуляцию теплоносителя. Если происходит резкое понижение температурных показателей, то вентиль стоит перекрыть.
3. Коллекторы можно ввести в целостную гидравлическую сеть, если у вас есть необходимость в улучшении показателей радиатора.
4. Чтобы получить нужную температуру воды, потребуется применять смесители для подведения подогретой воды.
5. Теплоизолирование должно быть надежным!

Как видите, создать аппарат своими силами можно, главное — набраться терпения, запастись всеми материалами и приступить к конструированию. Каждый человек может создать этот водонагреватель для дома, нужно лишь немного постараться.

Бак для нагрева воды своими руками

Схема солнечных модулей.

Наиболее распространенный солнечный нагреватель — это летний душ. Сконструировать такую систему горячего водоснабжения можно своими руками. Это совершенно несложно. Основой ее является бак для воды, который нагревается солнечным излучением. Несмотря на свою примитивность, такое сооружение вполне способно удовлетворить потребность в горячей воде в теплое время года.

Самым большим недостатком такого способа нагрева является то, что, несмотря на достаточно высокую температуру воды в баке днем (порой до 45ºС), за ночь она опускается. Для того чтобы сократить потери тепла в ночное время, необходимо либо утеплять бак на ночь, либо сливать остатки горячей воды в утепленный резервуар. Таким резервуаром могут служить газовые или электрические бойлеры, широко используемые в домашних хозяйствах. Выбор бойлера в качестве накопителя является оправданным еще и потому, что в пасмурный день вода в баке не прогреется выше 30ºС, и ее в любом случае приходится подогревать.

Выбирая данный вид солнечного нагревателя, необходимо учитывать несколько его недостатков:

• необходимость ежедневно наполнять и сливать бак;
• в пасмурный день вода в баке не нагревается выше 30ºС.

Статья по теме: Как изготовить молдинги для стен своими руками

Монтаж водонагревательного бака

Схема водонагревательной гелиосистемы.

Для сооружения солнечного водонагревательного бака своими руками нам понадобится:

• нагревательный резервуар;
• бойлер;
• водопровод с тремя кранами;
• датчик уровня воды.

В качестве нагревательного резервуара можно использовать любую емкость для воды: стальную бочку, куб или даже трубы большого диаметра. Однако наиболее удобным для монтажа и использования является специальный полиэтиленовый бак для летнего душа объемом до 300 л. Он имеет плоскую форму, легкий вес, окрашен в черный цвет, не ржавеет. Все это обеспечивает рациональное теплопоглощение и несложный монтаж своими руками. Для водопровода следует выбирать металлопластиковые или полипропиленовые трубы для холодной воды. Датчик уровня воды крепится на крышке бака и используется для контроля уровня его наполнения. Схема монтажа и работы данной системы изображена на рисунке.

Для наполнения нагревательного бака водой необходимо закрыть кран 3. Кран 1 и 2 остаются в открытом положении. После заполнения емкости напорный водопровод перекрывается краном 1. В конце дня подогретая вода сливается в бойлер путем открытия крана 3. Если использовать нагреватель нет необходимости, следует перекрыть кран 3 и использовать бойлер в обычном режиме.

Варианты самодельных солнечных установок

Особенностью солнечных водонагревателей, построенных своими руками, является то, что практически все устройства имеют одинаковую конструкцию теплоизолированного короба. Часто каркас собирается из пиломатериалов и покрывается минеральной ватой и теплоотражающей плёнкой. Что же касается абсорбера, то для его производства используют металлические и пластиковые трубы, а также готовые узлы от ненужного бытового оборудования.

Из садового шланга

Сложенный улиткой садовый шланг или водопроводная ПВХ-труба имеет большую площадь поверхности, что позволяет использовать подобный контур в качестве водонагревателя для нужд летнего душа, кухни или подогрева бассейна. Разумеется, для этих целей лучше брать материалы чёрного цвета и обязательно использовать накопительную ёмкость, иначе в пик летней жары абсорбер будет перегреваться.

Плоский коллектор из садового шланга — простейший способ подогревать воду в бассейне

Из конденсатора старого холодильника

Внешний теплообменник отслужившего свой срок холодильника или морозильной камеры является готовым абсорбером гелиоколлектора. Всё, что остаётся сделать — дооборудовать его теплопоглощающим листом и установить в корпус. Конечно, производительность такой системы будет маленькой, но в тёплое время года водонагреватель из деталей холодильного оборудования перекроет потребности в горячей воде небольшого загородного дома или дачи.

Теплообменник старого холодильника представляет собой практически готовый абсорбер для небольшого гелионагревателя

Из плоского радиатора системы отопления

Изготовление гелиоколлектора из стального радиатора не потребует даже монтажа абсорбирующей пластины. Достаточно покрыть устройство чёрной жаростойкой краской и смонтировать его в герметичный кожух. Производительности одной установки с лихвой хватит для системы горячего водоснабжения. Если же сделать несколько водонагревателей, то можно сэкономить на отоплении дома в холодную солнечную погоду. К слову, собранная из радиаторов гелиоустановка обогреет подсобные помещения, гараж или теплицу.

Стальной радиатор системы отопления послужит основой для постройки экологичного водонагревателя

Из полипропиленовых или полиэтиленовых труб

Трубы из металлопластика, полиэтилена и полипропилена, а также фитинги и приспособления для их монтажа позволяют строить контуры гелиосистем любой площади и конфигурации. Такие установки обладают хорошей производительностью и используются для обогрева помещений и получения горячей воды на хозяйственные нужды (кухня, ванная и т. д.).

Достоинство гелиоколлектора из пластиковых труб — невысокая стоимость и простота монтажа

Из медных трубок

Абсорберы, построенные из медных пластин и трубок, обладают самой высокой теплоотдачей, поэтому с успехом применяются для подогрева теплоносителя отопительных систем и в горячем водоснабжении. К недостаткам коллекторов из меди относятся большие трудозатраты и стоимость материалов.

Применение медных труб и пластин для изготовления абсорбера гарантирует высокую производительность гелиоустановки

Конструкции солнечного водонагревателя

Теперь, когда понятна идея солнечного водонагревателя, попробуем сконструировать своими руками. Бак грузовика не нуждается в доработке. Черный, сверху горлышко для наполнения водой, снизу – чаще выходное отверстие. Остается водрузить на душевую, заполнить водой, подождать Солнце, делающего работу. Разумеется, утром вода будет прохладная, после полудня можно мыться. Достоинство устройства в простоте. Придется очистить бак от бензина и масла, чтобы не облысеть. Купить солнечный водонагреватель заводского типа не каждому по карману.

Необходимо залить бак горячей водой, моющим средством, дать отстояться, слить. Повторить процесс, полоскать чистой водой, добиваясь кристальной чистоту стока. Большая часть ерунды из бака удалится. В дальнейшем можно поставить агрегат на недельку на солнце, воду слить, не мыться. После процедуры бак можно использовать для душа.

Что касается вопроса, где взять, сегодня электронные доски объявлений полны предложениями продать бэушную емкость. Современные чаще из алюминия, старые попадаются стальные. Цена вопроса 2000 рублей. Считаем использование сложных конструкций нецелесообразным. Если завалялись стальные (не чугунные) радиаторы наподобие показанного рисунком, попробуйте собрать стоящее приспособление, только на летний период. Не будем использовать стекла или бензобаки, понадобятся черная краска, трубы. Полагаем, конструкция должна содержать емкость для горячей воды, расположенную в доме, достаточно большого объема.

Понадобится проточный насос небольшой мощности с посадочными размерами на стандартный трубопровод. Предлагаем самодельные солнечные водонагреватели делать по образу и подобию заводских. Положим на скат крыши последовательно соединенные радиаторы числом не менее трех, покрашенные черным цветом.

Трубы самодельного солнечного водонагревателя окрашиваем аналогично. Домашний бак утепляем жидкой резиной. Пенополиуретан забудьте, другой напыляемой термоизоляции в голову не приходит. В баке самодельного солнечного водонагревателя четыре отверстия:

Три в верхней части:

1. Забора воды.
2. Пополнения запаса воды.
3. Выхода на батареи.

Внизу горячая вода из батарей будет входить в бак.

Конвекционные потоки в баке примут естественный характер. Теплая вода заходит снизу, начинает подниматься вверх. Необходимо установить напротив входа горизонтальную пластину-отражатель, воспрепятствующую образованию вертикального течения над входом. Проточный насос устанавливаем на вытяжку возле соответствующего верхнего отверстия. Скат крыши для расположения радиаторов самодельного солнечного водонагревателя выбираем южный. Это может быть и горизонтальная кровля. Снизу радиаторы отделываем отражающей изоляцией наподобие Пенофол. Красить черной краской можно только солнечную сторону.

Конструкция готова. Нецелесообразно закрывать сборку стеклом, желательно оградить от ветра. Будет получен выигрыш. Пойдут населению солнечные водонагреватели для дачи. Ночью насос выключим, на зиму конструкцию с крыши демонтируем. Заводские солнечные водонагреватели для отопления дадут сто очков форы эффективностью, мы задавим ценой. Дешевый заводской коллектор стоит 15000 рублей. Хочется деньги потратить – за солидную сумму присмотрим и тепловой насос для отопления.

Водонагреватели на солнечных батареях оставим Германии, подобным странам. В Европе существует программа государственной поддержки энергосберегающих технологий, электричество можно обратно в сеть закачивать (без шуток). Солнечный водонагреватель для бассейна соберем по рассмотренной технологии. Радиаторы допускается разложить на помосте, баком будет искусственный водоем, не забудьте продезинфицировать воду. Неплохо использовать зеркала, устланные алюминиевой фольгой. Можно наклеивать пленку на тонкие фанерные щиты, собирать энергию в нужное место. Получится дешево, сердито. Появится защита против ветра, нагрев радиаторов пойдет быстрее. Место установки – севернее коллекторов.

Теперь читатели знают, как сделать солнечный водонагреватель.

Средние цены

В связи с тем, что все большее количество жителей нашей планеты пытаются использовать в повседневной жизни альтернативные источники энергии для получения тепла, электричества и горячего водоснабжения, поэтому и предлагаемый ассортимент товаров достаточно широк.

Солнечные водонагреватели выпускают предприятия в нашей стране и за ее пределами. На

Наиболее дешевый вариант обойдется покупателю в 1500,00 рублей, за эти деньги можно приобрести «Солнечный водонагреватель для бассейна» (Китай) со следующими техническими характеристиками: размер полотна водонагревателя — 1200 х 1200 мм, предназначен для использования с фильтр-насосами производительностью не более 9500 л/час, вес — 3.7 кг.

Солнечный водонагреватель «ДАЧА-ЛЮКС» (Россия) объемом 125,0 литров обойдется покупателю в 28850,00 рублей. В комплект поставки данного устройства входит: бак накопитель, комплект вакуумных трубок (15 штук), контроллер. Поглощающая площадь составляет — 2,35 м2.

Немецкую установку для горячего водоснабжения «АuroSTEP plus» можно приобрести за цену от 190000,00 до 450000,00 рублей, в зависимости от комплектации. За эти деньги покупатель приобретает: систему горячего водоснабжения исключающую возможность закипания (конструкции Drain-back), водонагреватель ёмкостью 150 – 350 л. и 1 – 3 солнечных коллектора.

Установка оборудована регулятором управления и дополнительным электрическим нагревателем.

Как видно из приведенных выше цифр, разброс стоимости очень велик, поэтому каждый потенциальный приобретатель может выбрать устройство в соответствии с предъявляемым к нему требованиям.

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.

Назначение гелиоколлектора, его достоинства и недостатки

Солнечный водонагреватель (жидкостной гелиоколлектор) — это устройство, которое с помощью энергии Солнца нагревает теплоноситель. Он применяется для отопления помещений, организации горячего водоснабжения, подогрева воды в бассейнах и т. д.

Солнечный коллектор обеспечит дом горячей водой и теплом

Предпосылками для использования экологичного водонагревателя является тот факт, что солнечное излучение падает на Землю круглый год, хоть и отличается интенсивностью зимой и летом. Так, для средних широт суточное количество энергии в холодное время года достигает 1–3 кВт*ч на 1 кв.м, тогда как в период с марта по октябрь эта величина варьируется от 4 до 8 кВт*ч/м2. Если же говорить о южных регионах, то цифры можно смело увеличивать на 20–40%.

Как видно, эффективность работы установки зависит от региона, но даже на севере нашей страны гелиоколлектор обеспечит потребность в горячей воде — главное, чтобы на небе было поменьше туч. Если же говорить о средней полосе и южных областях, то работающая от Солнца установка сможет заменить бойлер и перекрыть потребности теплоносителя отопительной системы в зимнее время. Разумеется, речь идёт о производительных водонагревателях в несколько десятков квадратных метров.

Таблица: распределение солнечной энергии по регионам

Достоинства солнечных водонагревателей:

• относительно простая конструкция;
• высокая надёжность;
• эффективная эксплуатация независимо от времени года;
• длительный срок службы;
• возможность экономии газа и электроэнергии;
• не требуется разрешение на установку оборудования;
• небольшая масса;
• простота монтажа;
• полная автономность.

Что касается отрицательных моментов, то без них не обходится ни одна установка для получения альтернативной энергии. В нашем случае к минусам относятся:

• высокая стоимость заводского оборудования;
• зависимость КПД гелиоколлектора от времени года и географической широты;
• подверженность градобитию;
• дополнительные затраты на установку теплоаккумулирующей ёмкости;
• зависимость энергетической эффективности прибора от облачности.

Рассматривая плюсы и минусы солнечных водонагревателей, не стоит забывать и об экологической стороне вопроса — подобные установки безопасны для человека и не наносят вреда нашей планете.

Заводской гелиоколлектор напоминает конструктор, с помощью которого можно быстро собрать установку требуемой производительности

Как сделать солнечный водонагреватель в домашних условиях?

Предлагаем вашему вниманию подробную инструкцию по изготовлению солнечного бойлера своими руками. Процесс довольно трудоемкий, но результат того стоит.

Для начала вам необходимо подготовить нужные для работы материалы и инструменты. Вам понадобятся:

• Стекло толщиной 3-4 миллиметра;
• Деревянные рейки 20х30 миллиметров;

• Брус размерами 50х50 миллиметров;
• Доски толщиной 20 миллиметров и шириной 150;
• Полоса жести или крепеж для труб;
• Лист OSB или фанера толщиной 10 миллиметров;
• Металлические уголки;
• Мебельные петли;
• Полоса жести или крепеж для труб;
• Утеплитель с металлизированным покрытием;
• Лист оцинкованной жести;
• Минеральная вата;
• Металлические и медные трубы диаметром 10-15 миллиметров и 50 миллиметров.

• Соединительные хомуты и муфты;
• Герметик;
• Черная краска;
• Резиновый уплотнитель для дверей и окон;
• Аквамаркеры;
• Пластиковая бочка или металлический бак объемом 200-250 литров.

Как только все необходимое для работы было подготовлено, можно приступать непосредственно к изготовлению солнечного водонагревателя. Сам процесс разделен на четыре этапа, далее о которых мы поговорим более подробно.

Этап 1. Изготовление короба

В начале всего процесса нужно сделать корпус для будущего водонагревателя. Делать это следует, исходя из такой последовательности действий:

• Из приготовленных досок соберите короб нужного вам размера.
• Дно корпуса зашейте листом фанеры или OSB.

• По окончании сборки короба все стыки и щели загерметизируйте.
• Внутреннюю часть корпуса оклейте теплоотражателем. Таким образом вы избежите потери тепла.
• Обложите все поверхности слоем минеральной ваты.
• Готовый слой теплоизоляции закройте поверху жестяными листами и все щели обработайте герметиком.
• Внутреннюю поверхность корпуса обработайте черной краской.
• Установите раму для остекления из деревянных рамок. Для этого рейки нарежьте нужными вам размерами и соедините их, используя металлические уголки для этих целей.
• С обеих сторон рамы установите стекло, предварительно обработав одну четвертую реек уплотнительным материалом жидкой консистенции.
• Прикрепите раму к основанию корпуса с помощью мебельных петель.
• На торцы корпуса приклейте полосы резинового уплотнителя.
• Прогрунтуйте и покрасьте все наружные поверхности корпуса водонагревателя.

Вот и все, сборка корпуса завершена. Теперь можно смело переходить к следующему этапу.

Этап 2. Изготовление радиатора

Сделать радиатор для солнечного водонагревателя можно, соблюдая следующий ход действий:

1. Подготовьте два отрезка трубы диаметром 20-25 миллиметров и нужной вам длины.
2. В трубе большим диаметром просверлите отверстия с расстоянием около 10 сантиметров друг от друга.
3. Вставьте отрезки ранее подготовленных труб в отверстия таким образом, чтобы с обратной стороны торцы выходили на 5 миллиметров.
4. Заварите или запаяйте соединения.
5. По диагонали к торцам труб диаметром 50 миллиметров приварите резьбовые изгибы для внешних подключений. Остальные торцы нужно заглушить.
6. Окрасьте радиатор черной термостойкой краской в несколько слоев.

Этап 3. Монтаж коллектора

Непосредственно перед монтажом радиатора в короб вначале нужно наметить места в его стенках, сквозь которые и будут проходить отводы для подсоединения труб подачи и отбора воды. После этого:

1. По этим меткам просверливают отверстия нужного диаметра.
2. Далее устанавливают радиатор в корпус вплотную к днищу и фиксируют его вдоль по всей длине каждого элемента. Делать это следует в 4-5 местах с помощью полосок жести или другого предназначенного для этих целей крепежа.
3. Теперь корпус коллектора накрывают рамой и жестко фиксируют саморезами или уголками.
4. Далее все щели герметизируются.

Финальный этап. Обустройство и подключение солнечного водонагревателя:

• В емкость, которую вы собираетесь использовать в качестве теплоаккумулятора, врежьте резьбовые отводы. Одну точку нужно сделать внизу емкости для подачи холодной воды, а вторую — устроить в верхней части для нагретой жидкости.
• После — емкость необходимо утеплить, используя для этих целей минеральную или каменную вату, а также другой теплоизоляционный материал.

• На 0,5-0,8 метров выше бака монтируется аквакамера в комплекте с поплавковым клапаном для того, чтобы постоянно создавалось постоянное небольшое давление в системе. Кроме того, для монтажа напорного трубопровода от водопровода до аквакамеры следует использовать половину одной трубы.
• После полного наполнения емкости из дренажного отверстия аквакамеры будет литься вода. Далее можно включить подачу воды из водопровода и наполнить бак.

Вот и все, ваш солнечный водонагреватель готов!

Схема устройства и принцип работы

С помощью генератора высокой частоты (десятки кГц), в индукционной катушке генерируется переменный ток. По законам физики, в этот момент возникает магнитное поле с постоянно меняющимся вектором. В проводнике, попавшем под действие магнитного поля, возникают беспорядочные вихревые токи. Молекулы начинают хаотичное движение и материал быстро нагревается.

С помощью такого индуктора можно даже раскалить докрасна металлическую заготовку. Поскольку в трубе протекает вода, избыточного нагрева не происходит.

Генератор можно позаимствовать из варочной поверхности (разумеется, индукционной), либо изготовить самостоятельно.

Еще один вариант донорства — инверторный сварочный аппарат.

Хотя, учитывая простоту электрической схемы, многие домашние мастера изготавливают подобные генераторы из доступных радиоэлементов.

Цены и от чего они зависят?

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

Водонагреватель Viessmann Vitosol 200 На цену солнечного водонагревателя оказывают влияние следующие факторы:

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

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

О гелиосистеме

Солнечные водонагреватели применяются для повышения температуры воды и для отопительных систем. Они просто подключаются к действующим системам, и экономический эффект от них использования получается колоссальным – до 60%.

Такое техническое устройство работает просто:

1. Нагрев воды солнцем осуществляется в теплообменнике, расположенном в специально предназначенном аккумуляторном баке. Как правило, использование в одно время двух баков наиболее эффективно. Обычно их изготавливают из меди, так как теплопроводность этого металла имеет высокие показатели. Это позволяет использовать нагретую воду на бытовые нужды и в отопительной системе.
2. Конвекционным путем горячая года направляется вверх, а холодная остается внизу. При наличии встроенной электроники можно обеспечить регулирование этих процессов и оперативно реагировать на все изменения в функционировании системы. Прямого контакта человека с этими функциями быть не может, потому что за всем можно наблюдать дистанционно.

Если погода пасмурная, то от солнечной энергии не будет вырабатываться нужное количество тепла, но продолжает функционировать система отопления. И, напротив, если на улице жара, то от солнца можно получить достаточное количество энергии. В этом случае в расширительном баке происходит перераспределение теплоносителя, ввиду расширения материала под воздействием высоких температур.

Монтаж

Длина трубопровода между баком и бойлером должна быть минимальной

Нагрузка от веса самого бака, да ещё и с водой будет немалой, поэтому каркас душа или другой опоры должен быть укреплён металлическими уголками. Длина трубопровода между баком и бойлером должна быть минимальной.

Проточные СВ устанавливают на крышах или других возвышенностях так, чтобы в любое время дня, стоящие рядом предметы не загораживали свет (забор, соседние здания, деревья и т. д).

Фиксируется наклон солнечного коллектора (оптимальный для лета – 35).

Даже простые самодельные водонагреватели могут сэкономить до 60% стоимости электричества. И пусть Вас не останавливает мнение о том, что российский климат – слишком холодный для таких технологий. В Московской области, например, годовой показатель солнечной энергии такой же, как в Германии, а там солнечные технологии применяют с успехом!

Солнечный водонагреватель своими руками

Солнечный водонагреватель может работать вечно, все, что ему требуется для полноценного функционирования — это солнечная энергия и расход горячей воды. Но даже в случае отсутствия хозяев и неполноценного расхода нагретой воды, не стоит беспокоиться, она охладиться и снова поднимется нагреваться на первую ступень, и всегда будет на температурном режиме не менее 60 градусов. Делая выводы можно понять, что солнечный водонагреватель не зависит от третьих лиц и горячую воду вам никто кроме вас отключить не сможет.

Ниже приведён пример как сделать простой, но качественный и надёжный солнечный водонагреватель. Для того чтобы начать работу нам понадобиться:

1. Большие трубы и медные трубки (можно использовать готовый змеевик);
2. Рулонный утеплитель;
3. Бак;
4. ОСБ (можно заменить другим видом древесно-стружечной плиткой);
5. Листы меди;
6. Стекло;
7. Штуцеры, заглушки, дюбеля, саморезы, уголки;
8. Чёрная краска.

Если все детали в наличии, можно тут же приступать к изготовлению солнечного водонагревателя.

Создаём абсорбер

Один из самых трудоёмких процессов при изготовлении прибора, если он пройдён, останется самая мелочь. Многие используют в качестве него уже готовый змеевик с холодильника, чтобы меньше делать и быстро получить готовый водонагреватель. Это большая ошибка многих, так как потом исправить сложившиеся проблемы из-за некачественной сборки гораздо труднее. Если же вы всё-таки решили использовать змеевик, тщательно промойте его. Мы же с вами обсудим вариант намного надёжнее и долговечнее. Приступаем к созданию абсорберу пошагово:

1. Варим каркас абсорбера из 2 медных трубок, их диаметр не должен превышать 22 миллиметра. С одной стороны каждой трубы устанавливаем штуцер и заглушку, а с другой делаем 2 резьбы. Чтобы наглядно было понятно, что такое абсорбер представляем себе змеевик от холодильника.
2. Делаем в трубах дырки, они должны быть чётко симметричны и располагаться на расстоянии 10 сантиметров друг от друга. Диаметр дырок не должен превышать 9 мм в диаметре.
3. В полученные отверстия вставлять трубки и запаивать каждую, чтобы не оставались щели.
4. Для того чтобы полностью убедиться что вся система получилась герметична, пропустите через её воду, в мессах где остались маленькие отверстия она обязательно просочиться.
5. При помощи листа из меди делаем подложку под змеевик. Медь считается одним из самых долговечных материалов в современном мире, именно поэтому мы используем именно его. Привариваем 2 листа к змеевику и свариваем листы между собой. При желании можно окрасить лист в чёрный цвет, это повысит функциональность нагревания воды.

Корпус солнечного водонагревателя

1. Первым делом нужно сбить ящик, который будет равный готовому абсорберу. Ящик должен быть без верха, а для того чтобы он был крепким и прослужил долго, в местах углов необходимо прикрутить при помощи саморезов железные уголки. Высота стенок должна быть в пределах 25 см.
2. Следующим шагом в готовый короб необходимо застелить утеплитель, лучше выбирать рулонный, хорошо подходит изовер.
3. Теперь нам понадобиться сделать слой, который будет отражать солнечные лучи. Это значительно повысит КПД водонагревателя. Благодаря этому шагу всё тепло останется в системе, и не будет просачиваться наружу.
4. Готовый короб закрываем стеклом, все места стыков заполняем пеной или замазываем монтажным клеем.

Второй этап солнечного водонагревателя завершён.