Солнечный водонагреватель: варианты применения, схема подключения и особенности побора элементов системы (150 фото)

Автор: Школа творчества Canva

В последнее время все популярнее становятся проекты энергетически независимых домов. В чем их особенность? Они полностью независимы от поставок электрической энергии и горячей воды. Такой подход предусматривает использование чистых, альтернативных ресурсов: солнечной энергии и энергии ветра. Это позволяет существенно снизить общие расходы на обеспечение дома энергией.

В нашей статье, мы рассмотрим возможность изготовления солнечного коллектора для нагревания воды своими руками.

Краткое содержимое статьи:

Как работает солнечный водонагреватель?

Солнечный коллектор – это система, созданная для аккумулирования энергии солнечных лучей, и использования этой энергии для получения горячей воды. Любой солнечный водонагреватель состоит из трех составляющих: коллектор, теплообменный контур и аккумулятор.

Суть идеи очень проста. Солнечные лучи нагревают теплоноситель. Как теплоноситель, используется вода в теплое время года и антифриз зимой. Жидкость, выполняющая функции теплоносителя, поднимается из коллектора к емкости-аккумулятору и сквозь теплообменник происходит передача тепловой энергии прохладной воде в емкости.

Потом охлажденный теплоноситель снова спускается в коллектор. Далее соблюдаются законы конвекции. Горячая вода поднимается в верхнюю часть емкости – аккумулятора и может быть использована. Холодная вода наоборот опускается в нижнюю часть емкости, для нагревания от теплообменника.

В этой подборке, собраны фотографии солнечных водонагревателей и схема, на которой отображен их принцип действия.

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).

Одной из разновидностей солнечных водонагревателей, являются вакуумные солнечные водонагреватели. Они гораздо эффективнее чем обычные. Вакуумная среда внутри коллектора позволяет увеличить его эффективность на 80%.