Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Якщо вам вдавалося побувати в південних країнах, то, напевно, ви часто помічали стоять на дахах будинків конструкції. Гіди пояснювали, що це сонячні батареї для нагріву води та опалення житла. Як і за кордоном, так і у нас прогресивне населення ратує за альтернативні джерела енергії. Водонагрівач, що працює від сонячної енергії - одне з таких вдалих винаходів, яке здатний повноцінно функціонувати навіть взимку.
Як діє сонячна енергія в приладі
Сонце - це дуже потужний і, що головне, нескінченне джерело енергії тепла. За його використання грошей ніхто не бере, а тому варто задуматися, як пустити таку перевагу собі на благо. Заводські податки водонагрівачів сонячного бойлера можуть обійтися в чималу суму. Якщо розібратися в принципі роботи такого пристрою, то можна зробити щось подібне своїми руками. Хоча на ділі існує кілька прикладів подібного приладу.
Заводський варіант
Перш, ніж зрозуміти, як зробити сонячний водонагрівач своїми руками, треба мати уявлення про принцип функціонування подібного агрегату. Можна розібрати конструкцію по аналогу сонячного заводського водонагрівача.
- За зовнішнім виглядом агрегат нагадує батарею, яка зібрана з окремих складових. Елементи в ній представлені трубками, зробленими зі скла кварцу на зразок всім відомих ламп. Саме цей матеріал здатний пропустити ультрафіолетові хвилі (чого не може звичайне скло). Ця здатність дозволяє перетворювати сонячну енергію навіть в несолнечное пору року.
- Усередині кожної з таких трубок захована інша - чорного кольору з речовиною (робочим тілом), яке буде випаровуватися при певних температурних умовах.
- Усередині трубок абсолютний вакуум - це дозволяє уникнути тепловтрат.
- Кінці кожного з таких деталей занурені в спеціальний колектор, через який тече вода, що нагрівається.
Як діє пристрій
Функціонування всієї цієї задумки відбувається за наступним алгоритмом:
- Сонячні промені перетворюють робоче тіло в парову субстанцію, яка піднімається у верхню частину колби.
- Потік води буде нагріватися через стінку тієї тепловою енергією, яку віддасть йому робоче тіло.
- Виконавши свою місію, пар знову стає рідиною і стікає вниз, де все благополучно повторюється.
- Сонячний накопичувальний стандартний водонагрівач приєднаний до змійовика, а той веде до бойлера всієї домашньої опалювальної системи.
Інші варіанти передачі тепла
Зрозуміло, що для наведеного вище випадку ніякої самодіяльності виявиш. Однак є й інший варіант безнапірного бойлера, що працює від сонця. Тут передача тепла йде безпосередньо: мідний змійовик поміщається в прямокутний корпус. Далі він підключається до баку-накопичувача. Вода буде тут циркулювати природним способом і відразу нагріватися від променів сонця, підвищуючи теплоту і загального вмісту всієї накопичувальної ємності. Труба змійовика пресується в металеву пластину, яка темного кольору. Вона має додатковий захист від опадів за допомогою міцного скла.
Є тут і недоліки - така конструкція буде добре працювати тільки в безхмарну сонячну погоду.
Нарешті, можна просто підключити сонячні батареї до звичайного водонагрівача. Подібна конструкція виявляється дуже дорогою у виконанні, але може працювати цілий рік.
Саморобні сонячні водонагрівачі
Прагнення до екологічного підходу в опаленні будинку похвально - тим більше що зробити подібну систему можна і своїми руками. Розглянемо цікаві варіанти практичного втілення подібних конструкцій, і наскільки ефективні саморобні сонячні водонагрівачі.
Простий сонячний водонагрівач
Простим рішенням буде установка на даху будинку одного (максимум двох) чорних баків. До них приєднується водопровідна будинкова магістраль - значить, при хорошому сонці тепла вода буде потече відразу в душову кімнату (влітку в спеку нагрів відбудеться швидко).
Ще один простий сонячний бойлер роблять з дрібного, наповненого водою корита, яке закривається прозорою кришкою. Сюди ж в схему входять наступні водопровідні складові:
- труба, по якій підходить прохолодна вода;
- труба для переливу;
- деталь вентиля;
- випуск нагрітої води.
В обох випадках є істотні недоліки:
- Неефективність простого бака при хмарах.
- Корито-нагрівач слід наповнювати щоранку, накриваючи його. Коли сонце приховано за хмарами, слід оцінити ступінь нагрітої води і злити її для подальшого використання.
- Плоске пристрій на зразок корита погано тим, що його потрібно тримати горизонтально. Ми живемо не в тропіках, а, значить, взимку сонце піднімається над горизонтом високо, ККД цього пристрою знизиться.
Набагато ефективніше передбачити додаткову установку колектора, нехай знову ж саморобного. Визначивши розміри теплоприемника, слід виготовити корпус, куди поміщається змійовик. На часі питання теплоізоляції - саме тому корпус для змійовика краще зробити дерев'яним. Другий момент - утеплення задньої стінки (найкраще пінопластом).
Як зібрати приймач тепла
Найпростіший сонячний водонагрівач можна зробити своїми руками за схемою з таких складових:
- акумулює бак;
- подпиточной ємність;
- колектор.
Фахівці радять не встановлювати окремий насос - вода повинна циркулювати природним шляхом. Але щоб цього домогтися, бак слід встановлювати вище теплоприемника, а подпиточной ємність - вище акумулюючої. Ще одна слушна рекомендація - утеплення резервуара з підігрітою водою. Тут підійде будь-який матеріал в рулонах.
Для функціонування в самостійному режимі (коли не доводиться доливати і регулювати), найкраще встановити поплавковий клапан у другому баку. Цей елемент буде реагувати на знижується рівень води. До його патрубку треба підвести водопровідну трубу. Що це дасть? Коли в основному баку витрачається вміст, в його нижню зону буде подаватися холодна вода.
Однак не можна забувати про установку ще одного патрубка - вертикального: він буде випускати повітря. Отже, і цю деталь слід підняти на велику висоту.
Як вибрати правильний матеріал
Є різні варіанти початкових кодів, з яких можна зробити теплообмінник. Серед них:
- трубки з міді;
- чорні полімерні труби;
- секції плоских сталевих радіаторів;
- труби з алюмінію;
- чорний шланг з гуми;
- теплообмінник, що залишився від старого холодильника.
Якою має у такого змійовика сама теплообмінна поверхню? У випадку зі сталевими радіаторами слід виходити з їх розміру, проте щоб не обтяжувати корпус, не встановлюється більше двох панелей. При інших матеріалах все доведеться розраховувати на місці.
Корпус можна зробити з фанери і дерев'яних дощок. На лицьовій стороні варто застосувати міцний і прозорий полікарбонат, що буде виглядати не гірше скляного. Сам же накопичувальний бак виготовляється з листового матеріалу. А ще краще буде придбати готову ємність. Як сполучні труб рекомендується використовувати полімерні (добре підійдуть з металопластику).
Особливості саморобних сонячних водонагрівачів
Переваги зробленого своїми руками бойлера очевидні:
- робота при повному навантаженні максимально можливий період;
- окупність початкових вкладень на матеріали;
- економія палива;
- виріб відразу готове до експлуатації.
Однак всі ці аспекти перетворяться в позитивні при дотриманні важливих умов.
- Точна установка параметрів пристрою. Розрахункове навантаження повинна наближатися до стандартного щоденного споживання.
- Щоб забезпечити постійне навантаження на гаряче водопостачання, можна встановити допоміжний нагрівач. Його рекомендується включати, якщо сонячний не забезпечує потрібну навантаження. Цей елемент потрібен для усунення різниці в температурі води.
- Важливо правильний розподіл навантаження, одні з параметрів якої - регулювання швидкості потоку води.
- Якщо воду планується витрачати не відразу, то для бака потрібна додаткова теплоізоляція. Останній момент стосується і хмарних днів (товщину теплоізоляції варто передбачити побільше).
- Покриття теплоприемника має підвищувати його поглинає здатність (найпростіше можна зробити чорною фарбою, в ідеалі краще нанести селективне).
- Бак повинен вміщати запас гарячої води на два дні.
- Ті, що йдуть від колектора труби в бак повинні бути мінімальні по довжині і добре ізольовані для підтримки температурного напору.
- Підводить холодну воду до колектора труба повинна бути розташована внизу бака. Нагріта вода, навпаки, надходить наверх. Вище отвори для минає в систему гарячої води повинно залишатися місце для її запасу.
- Тепер про встановлення бака: якщо зробити це в будівлі, то істотно знизяться тепловтрати. Навіть якщо вони і будуть, то підуть в домашнє середовище, а не в повітря. Тут підійде, наприклад, горище. При установці системи на дах актуально орієнтувати колектор на південь і нахилити під кутом місцевої широти (це підвищить ефективність роботи на цілий рік). Кращим кутом буде 60 градусів взимку і 30 градусів влітку, на практиці краще відразу надати 45 градусів.
- Конструкція будинку повинна бути готовою витримати навантаження від повного бака.
- І ще один важливий момент: як запобігти замерзанню системи при холодному кліматі? Можна використовувати изолирующее знімне покриття, встановити пристрій для зливу води або застосовувати антифризні розчин у воді. Останній варіант отримав популярність - тільки в цьому випадку його заливають у спіральний змійовик, через стінки якого і буде відбуватися теплообмін.
Використання сонячного водонагрівача дозволить істотно скоротити витрати на паливо, і зменшити викид вуглекислого газу в атмосферу. Можна зібрати подібну систему і своїми руками - при цьому важливо мати мінімальні знання в області водопровідних установок і дотримуватися всіх вищезгаданих рекомендацій.