Солнечный водонагреватель своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Принцип работы и устройство солнечного нагревателя

Солнце светит круглый год, к тому же за эту энергию никто денег не берет. Как обернуть ее себе во благо? Изготовить бойлер на солнечных батареях. Эффективность его работы зависит от региона: чем больше лучей проникает на землю, тем лучше греет прибор. Если брать заводские устройства, то их мощность подходит даже для отопления.

Как устроены промышленные солнечные нагреватели? Они состоят из:

Коллектора — емкость, через которую течет прогреваемая вода.
Трубок из кварцевого стекла со шлангами внутри (в них находится рабочее тело — вещество, превращающееся в пар). Именно кварц пропускает УФ-лучи для оптимального нагрева воды даже в облачную погоду. В трубках вакуум, поэтому они прекрасно сохраняют тепло.
Насоса или других приспособлений для создания напора. Некоторые безнапорные модели работают по принципу конвекции.
Трубопровода.
Накопительного бака.

Как работают заводские вакуумные установки:

Внутри трубок находится рабочее тело. Под воздействием солнечных лучей оно превращается в пар и поднимается вверх, нагревая, таким образом, бак с водой.
Если водонагреватель накопительный, то с помощью змеевика подключается к бойлеру в доме или квартире.

Конструкция плоского нагревателя:

Состоит из прямоугольного корпуса, задняя стенка которого покрывается теплоизоляционным материалом.
К корпусу крепится медный змеевик. Он подключается к баку.
Вода циркулирует под действием конвекции либо насоса.
Пластина окрашивается в черный цвет и сверху защищается стеклом.

Такой вариант дешевле вакуумного, однако эффективность его тоже ниже, особенно в облачную погоду.

Разновидности солнечных нагревателей

Кроме указанных выше, есть устройства попроще. Делятся на два типа в зависимости от подачи воды:

Активные. Вода циркулирует по системе с помощью насоса, клапана, коллектора. Бывают открытого и закрытого типа. Последние содержат внутри антифриз, который не позволяет замерзать воде даже в минус.

Пассивные. Имеют небольшую производительность и действуют безнапорным способом.

Также солнечные водонагреватели (СВ) бывают проточными и накопительными. Самодельный бойлер можно использовать для летнего душа, для бассейна, для бани и других нужд.

Как сделать работу своими руками

Как мы уже писали, изготовить СВ можно из разных материалов и разными способами.

Из конденсатора холодильника

Он является готовым абсорбером — поглотителем пара. Однако изготовить теплообменник можно еще из таких материалов:

медных трубок;
шлангов;
полимерных, алюминиевых труб;
пластиковых бутылок.

Остановимся на конденсаторе. Для изготовления батареи вам понадобится:

Деревянные планки или брусья. Нужно сделать корпус, в который поместится конденсатор.
Стекло.
Светоотражающий материал (фольга).
Подкладка из резины, размерами больше, чем змеевик.
Трубопровод.
Герметик.
Теплоизоляция.

Снимите решетку с задней стенки старого холодильника. Ее следует хорошо почистить и помыть, поскольку внутри находился хладагент. Из деревянных брусков выполните каркас. Подкладкой послужит резина. Поверх уложите теплоизоляцию и лист светоотражающего материала. Все щели тщательно герметизируйте.

Теперь установите конденсатор и закрепите его на месте. Сверху — лист из стекла. Закрепить конструкцию можно скотчем. Для подвода воды организуйте отверстия. Сверху и снизу стекла можно закрутить саморезы или шурупы, поскольку нагреватель будет устанавливаться с наклоном.

Подведите воду и опробуйте изделие.

Нагреватель из труб

Это простая схема позволяет быстро нагревать воду. Благодаря легкости соединения площадь установки может быть любых размеров. Их можно использовать для отопления и хозяйственных нужд.

Трубы из поликарбоната, полиэтилена, полипропилена, металлопластика.
Брус для рамы (габариты в зависимости от площади установки).
Лист фанеры.
Уголки.
Переходник.
Тройник.
Впускной и обратный клапан.
Сливной кран.
Лист металла.
Профили из алюминия.
Доска.
Стекло.
Песок.
Гидроизоляция.
Основа.

Определитесь с местом установки — оно должно быть самым солнечным.
С помощью песка и грунта уплотните почву. В качестве основы можно использовать тротуарную плитку.
Используя брус и уголки, соберите каркас. Заднюю часть укрепите брусом, продольно закрепив его на основу. К передней части прикрепите фанеру. Закончите корпус креплением досок с отверстиями для стекла.
На корпусе установите стекло.
Сверху закрепите листы из металла. Покрасьте поверхности черной краской.
Организуйте крепления для труб и установите их на расстоянии 40 мм друг от друга. Соберите конструкцию с помощью уголков и штуцеров.
Проделайте два отверстия для подвода воды, установите тройники и выполните подключение. Проверьте систему на герметичность.

Всесезонная конструкция

Этот способ наиболее сложный технически. Однако он позволяет эксплуатировать нагреватель и летом, и зимой. В качестве теплоносителя используются трубки с разряженной средой.

Жидкость должна циркулировать сверху вниз:

Соорудите металлический каркас необходимой площади. Можно сразу закрепить его на крыше анкерными болтами.
Подключите водовод и установите термодатчик.
Монтируйте нагреватель: трубу из меди оберните листом алюминия. Конструкцию вставьте в стеклянную трубу. Снизу установите чашку для фиксации и пыльник.
Металлическую часть трубы установите в конденсатор из латуни.
Организуйте монтажный блок и подключите к нему электричество. Рядом с термодатчиком монтируйте воздухоотвод.
Выставите нужные параметры и протестируйте конструкцию.

Из шланга

Это самый простой и экономичный способ для организации солнечного бойлера, согласно отзывам пользователей. В качестве основы возьмите каркас в форме пирамиды либо изготовьте его из труб с помощью сварки. На каркасе выложите кругами шланг. Чтобы он держался, поставьте пластиковые хомуты или клипсы. Жидкость должна двигаться в такой системе под давлением. Сверху укройте конструкцию пленкой.

Преимущества установки СВ:

Эффективная работа при полной нагрузке.
Полная готовность к эксплуатации.
Быстрая окупаемость затрат на материалы.
Экономия электроэнергии.

Можно использовать классический прием для изготовления бойлера — черные бочки из пластика. Установить их можно над душем или в другом удобном месте.

Нужно точно рассчитать нагрузку на изделие, которая должна равняться ежедневному потреблению.
Если вы изготавливаете прибор из баков, предусматривайте дополнительную термоизоляцию.
Трубы, которые ведут в бак, должны быть не слишком длинные, чтобы вода быстрее поступала в бак и не успевала остыть.

Изготовление солнечного нагревателя еще раз подтверждает — в мире есть энергия, за которую не нужно платить. Экономьте на топливе и сохраняйте окружающую среду.

Каким образом сделать солнечный коллектор самостоятельно? ↑

Основой действия солнечного коллектора является использование парникового эффекта

Считается, что разработка инженера из Болгарии С.Станилова – это самое универсальное устройство солнечного коллектора. Основой его действия является использование парникового эффекта. Трубчатый радиатор из стальных труб расположен в теплоизолированной коробке из древесного материала. Для подачи и отвода воды могут использоваться специальные водопроводные трубы. Их диаметр равен 1 либо ¾ дюйма.

Теплоизоляция коробки достигается за счет использования пенопласта, пенополистирола или минеральной ваты

Особое внимание уделяется изоляции дна: туда помимо прочего добавляют лист оцинкованного железа. На него и ставится сам радиатор, который крепится стальными хомутами

Затем вся коробка, кроме верха, покрывается белой краской, а металлический лист с радиатором покрывают чёрной матовой краской. Накопителем тепла может выступить обычная металлическая бочка, утепленная сухими опилками или песком.

Солнечные водонагреватели с древности до современности

Есть много способов использования солнечной энергии. Одним из наиболее популярных методов, применяемых как в бытовых, так и в промышленных условиях, стали солнечные водонагреватели. Эти устройства используются веками, а с применением современных технологий получили новый виток популярности. С древних времен и до недавних пор воду, как и другие жидкости, при помощи солнца нагревали в открытых или закрытых емкостях темного цвета, что способствовало скорейшему подогреву.

Сейчас же, в электронный век, все чаще применяются более современные элементы, которые позволяют не только нагревать воду при помощи солнца, но и поддерживать заданную температуру теплоносителя. Они включают массу технических разработок, касающихся как используемых структурных элементов, так и способов управления. Их конструкция разнообразна и в большинстве своем зависит от целевого назначения прибора, а также применяемых технологий и материалов. Часть из них выпускается только промышленным способом, но другая часть может исполняться и в кустарных условиях.

Водонагреватель для душа на даче от солнечной энергии

Известно, что на каждый 1 м2 поверхности, перпендикулярный солнечным лучам, приходится примерно 800-1000 Вт энергии за каждый час. Именно эту бесплатную энергию, к тому же экологически чистую, можно использовать для подогрева воды в дачном душе (по крайней мере, в солнечные дни).

Уже давно принято обустраивать подогрев воды своими руками в летнем душе в виде бочки, выкрашенной в черный цвет и поставленной на крыше. Это самое простое и дешевое решение: солнце нагревает в черной бочке воду. Однако в данном случае эффективная площадь освещения 200-литровой емкости будет составлять всего 0,5 м2 — произведение ее ширины (0,6 м) на высоту (0,8 м). Значит, в течение всего солнечного дня такая бочка будет получать всего 5-6 кВт энергии. Этого достаточно, чтобы нагреть 200 л воды лишь до теплого состояния. Затем за ночь вода остынет.

Есть еще один способ, как сделать водонагреватель своими руками с несколько увеличенной эффективной площадью водяного бака. Но и эта конструкция не позволяет сберегать накопленное за день тепло, к тому же в данном случае солнцем освещается только одна половина бочки, а вторая при этом работает, скорее, радиатором на охлаждение. Ниже вы узнаете, как самому сделать водонагреватель, чтобы сохранять в летнем душе горячую воду в течение всего теплого сезона: с апреля по сентябрь включительно.

Принцип действия солнечного коллектора ↑

Устройство в основном состоит из поглощающей свет пластины и теплообменного аккумулятора. Последний преобразует энергию солнца в тепловую, а затем передаёт её теплоносителю, в качестве которого выступает обыкновенная вода.

Схема устройства солнечного коллектора

Стоит заметить, что при этом отсутствуют выделения углекислого газа, а это, согласитесь, очень актуально сегодня. Более того, отсутствуют затраты на топливо, да и эффективность солнечного коллектора достигает 80%. Известно, что в период март-октябрь на территории России солнцем вырабатывается в среднем за сутки 5 кВтч/м², а это дает возможность коллекторам размером 2м² каждый день выдавать до 100 л нагретой воды.

Чтобы использовать солнечный коллектор круглый год, необходимо иметь большую поверхность, 2 контура с теплоносителем в виде антифриза плюс дополнительные теплообменники. Но и без того, благодаря использованию энергии солнца, существует возможность получать бесплатное тепло более 6 месяцев в году.

Радиатор

Для изготовления радиатора лучше всего подходят медные трубы, учитывая отличную теплопроводность этого металла. Единственным их недостатком, как и стальных изделий, можно считать трудность монтажа, ведь в первом случае потребуются навыки по пайке медных материалов, а во втором – умение работать со сварочным аппаратом. Проще всего применить полипропиленовые трубы, спаянные особым образом, или использовать в качестве радиатора черную полиэтиленовую трубу, свёрнутую спиралью.

При изготовлении радиатора из металлических труб придерживаются следующих этапов:

Подготавливают два отрезка трубы диаметром 25-50мм необходимой длины. Также нарезают необходимое количество отрезков труб диаметром 10-15мм.
Сверлят отверстия в толстой трубе через каждые 10см.
Вставляют отрезки труб в отверстия с таким расчетом, чтобы их торцы выступали с обратной стороны не более чем на 5мм.
Запаивают или заваривают соединения.
По диагонали радиатора к торцам 50мм труб приваривают резьбовые изгибы для внешних подключений. Другие торцы необходимо заглушить.
Производят окраску радиатора чёрной термостойкой краской в несколько слоёв.

При построении радиатора полипропиленовыми трубами, их паяют горизонтальными рядами с промежутком в 10см. На краях радиатора устанавливают резьбовые фитинги.

Полиэтиленовую можно свернуть спиралью (можно установить несколько таких бухт последовательно). На её концах также устанавливают фитинги для подключения внешних трубопроводов.

Изготовление металлического радиатора

Этапы сборки солнечного коллектора ↑

Сколотите из досок необходимый короб. Дно необходимо усилить брусом.
Затем на дно укладывается имеющийся теплоизоляционный слой (пенопласт или минвата). На него выкладываем лист железа.
Теперь устанавливаем радиатор и закрепляем его стальными хомутами.
Необходимо тщательно замазать все стыки и щели, все соединения герметизируются.

Далее трубы радиатора, а также металлический лист покрываем черной краской, а сам короб и емкость для воды – серебристой или белой.

Чтобы избежать теплопотерь в ночное время, рекомендуется перекрывать бак.

Выбор материалов

Итак, определившись с концепцией будущего солнечного нагревателя для воды, перейдем к подбору материалов для теплообменника. Тут есть из чего выбирать, нагревательный контур можно сделать из:

медной трубки – идеальный вариант;
черных полимерных труб;
секций плоских стальных радиаторов;
алюминиевых трубок.

Сложнее всего определить теплообменную поверхность змеевика. Если вместо него взять стальные радиаторы, то долго думать не придется. Все равно больше 2 панелей в одном корпусе установить не получится, иначе конструкция будет слишком тяжелой. В остальных случаях солнечный водонагреватель, сделанный своими руками, надо рассчитывать экспериментальным путем. Солнечная активность в каждом регионе разная, также играет роль расположение дома и его ориентация в пространстве. Поэтому дать однозначные рекомендации о длине змеевика из такого-то материала затруднительно, ее надо определить индивидуально.

Для изготовления корпуса теплоприемника можно взять деревянные доски и лист фанеры, а вместо лицевой панели из стекла применить такой простой материал, как поликарбонат. Он прозрачен и достаточно прочен, разбить его не сможет даже сильный град.

Так что водонагреватель из поликарбоната выйдет ничем не хуже стеклянного. Что касается накопительного бака, то его можно смастерить из листового металла либо приобрести готовую пластмассовую или стальную емкость. Соединительные трубы проще всего поставить полимерные, например, из металлопластика.

Как сделать самодельный каталитический водонагреватель на даче

Каталитический нагреватель на даче подходит для тех, кто регулярно занимается выкашиванием своего участка и отправляет скошенную траву на компост. Известно, что гниющая трава в компостной куче сильно разогревается, иногда это даже приводит с самовозгоранию. Именно на этом факте и основано изобретение оригинального водонагревателя. По сути, для его создания требуется лишь сделать небольшой теплообменник. Этот агрегат лучше выполнить в виде плоского змеевика, который потом нужно положить в середину компостной кучи. В результате получится надежный источник теплой воды на 2-3 недели. Причем такой аппарат будет работать и днем и ночью независимо от погоды.

Типы солнечных коллекторов ↑

Относительно температуры, которую способны достигать солнечные коллекторы, они подразделяются на приборы:

Солнечная панель для обеспечения бытовых нужд в жилом доме

низких температур (эти солнечные коллекторы не способны давать энергию значительной мощности. Максимальная температура воды на выходе не более 50 градусов. Поэтому такие устройства используются чаще всего для нагрева воды для бассейна и в прочих случаях)
средних температур (эти солнечные коллекторы способны прогреть воду до 80 °С. Такая температура вполне подходит для отопления помещений)
высоких температур (такие солнечные коллекторы невозможно сделать самостоятельно. Чаще всего они используются на различных промышленных предприятиях, генерирующих электричество)

Интегрированные коллекторы подразделяются:

накопительные интегрированные коллекторы. В виду отсутствия насосов считаются намного экономичнее других вариантов. Способен нагреть воду и некоторое время поддерживать ее температуру. Представляют собой несколько заполненных водой емкостей, которые помещены в так называемый теплоизоляционный ящик с крышкой из стекла. Принцип работы прост – солнечные лучи, проходя через стекло, нагревают воду. Существенный минус подобного коллектора заключается в затруднительном использовании в зимний период – воду необходимо сливать из бака)
плоские коллекторы. Являются самым популярным вариантом для применения в быту: отопления помещений, нагрева воды для бассейна и прочих нужд. Представляют собой металлический ящик с находящейся внутри черной пластиной. Она поглощает солнечные лучи через хорошо пропускающую их стеклянную крышку. Тепловоспринимающая пластина при попадании на нее солнечных лучей легко вырабатывает тепло. Стекло в этом случае выступает теплоизоляцией, а стенки коллектора прокладывают теплоизолятором, дабы повысить КПД.

Плоские коллекторы в свою очередь делятся на жидкостные (главным теплоносителем является жидкость, поэтому зимой их использование является невозможным) и воздушные коллекторы (стоят дешевле своих жидкостных собратьев. Подходят для использования зимой, не подтекают. Зачастую применяются для сушки агропродуктов).

Назначение солнечного коллектора — преобразовывать солнечную энергию в тепловую и передавать ее теплоносителю.

Существует также коллекторы—концентраторы, которые отличаются своей концентрацией солнечных лучей. Такая способность обусловлена зеркальной поверхностью, направляющей солнечный свет на специальные поглотители. Основной минус подобных коллекторов — это отсутствие работы в облачные и пасмурные дни. Именно по этой причине и используются исключительно в южных странах.

Изготовление короба

Для изготовления корпуса будущего водонагревателя собирают короб необходимого размера из приготовленных досок. Дно корпуса зашивают фанерой или OSB. Будет нелишним перед прикручиванием дополнительно посадить щит для дна на жидкий силиконовый или резиновый герметик. После сборки основания, все соединения и щели необходимо тщательно загерметизировать.
Внутреннюю часть корпуса оклеивают теплоотражателем (блестящей стороной к радиатору). Это позволит дополнительно избежать потерь тепла. Далее все поверхности защищают слоем минеральной ваты или пенополистирольными полосами.
Установленную теплоизоляцию закрывают сверху жестяными листами. Все щели промазывают герметиком.
Окрашивают внутреннюю поверхность корпуса черной термостойкой краской.
Из деревянных реек монтируют раму под остекление. Для этого нарезают рейки необходимого размера и соединяют их при помощи металлических уголков. Далее с обеих сторон рамы устанавливают стекло, предварительно промазав выбранную четверть реек жидким уплотнительным материалом.
Посредством мебельных петель прикручивают раму к основанию корпуса. Наклеивают на торцы досок полосы резинового уплотнителя.
Предварительно загрунтовав, окрашивают наружные поверхности корпуса водонагревателя масляной краской или эмалью черного цвета.

На этом сборку корпуса можно считать завершённой.

Радиаторы для солнечного коллектора

Установка и подключение накопительного водонагревателя на даче своими руками

Предлагаемая конструкция солнечного водонагревателя своими руками очень проста, и принцип ее работы основан на знании того, что температура в пленочном парнике на несколько градусов выше, чем на открытой местности. Поэтому, чтобы повысить температуру водонагревателя от солнечной энергии, можно поместить бочку с водой в подобный парник. Для установки такого накопительного водонагревателя на даче потребуется несколько деревянных брусков и немного полиэтиленовой пленки. Этот парник позволит существенно снизить воздействие ветра. Далее при подключении накопительного водонагревателя на даче нужно северную сторону бочки, которая никогда не освещается солнцем, оклеить эффективным утеплителем, чтобы она не отдавала тепло.

В данной конструкции облучаемая солнцем поверхность увеличивается до 3-4 м2, а количество получаемой энергии составляет 30 кВт в сутки. Это позволяет не просто нагревать воду в бочке, а доводить ее до кипятка. Поэтому для полноценного купания придется организовать отдельную подачу холодной воды в душевую кабину.

Изготовление солнечного водонагревателя

Процесс изготовления солнечного водонагревателя делится на несколько этапов. Сначала необходимо собрать светоулавливающее устройство, которое представляет собой короб с хорошей теплоизоляцией, остеклённый с одной стороны по всей своей площади. Для наиболее полного улавливания солнечного излучения, вся внутренняя поверхность короба имеет чёрное светопоглощающее покрытие.

В качестве теплообменника изготавливаем плоский радиатор, состоящий из металлических или пластиковых труб. Теплообменник также необходимо окрасить черной термостойкой краской или чернить химическим способом. Далее производится установка радиатора в корпус, окончательная сборка и подключение к трубопроводу.

Солнечный водонагреватель можно сделать самостоятельно

Преимущества и недостатки пассивных и активных типов

Солнечные водонагреватели с самотечным передвижением теплоносителя называют пассивными. При выборе такого варианта следует учитывать проблему его размещения. Движение воды здесь происходит благодаря разнице плотности холодного и нагретого теплоносителя. Поэтому такая система должна предусматривать наличие накопительного бака и продуманную систему трубопровода. Такие гелиосистемы имеют низкую скорость накопления нагретой жидкости и это их основной недостаток. Но все плюсы от других гелиосистем в них присутствуют. Это низкое энергопотребление, отсутствие вредных испарений и выделений, экономическая целесообразность. Поэтому солнечные водонагреватели в случае применения элементов активизации потока жидкости становятся практически незаменимыми. Однако для этого требуются дополнительные источники энергии, их питающие, поэтому энергетически независимыми они не являются, в отличие от самотечных пассивных моделей.

3 Устройство и принцип действия

Короб утепляется изоляционными материалами

Такая конструкция создаёт эффект термоса, что позволяет уменьшить теплопотери от ветра, дождя и других погодных явлений.

Солнце является мощным и бесконечным источником тепловой энергии для нашей планеты. Она достается нам абсолютно бесплатно, отсюда и возникла идея использовать ее для потребностей человека. Другое дело, что устройства – преобразователи солнечного излучения в тепло нынче достаточно дороги. Даже небольшой солнечный коллектор заводского изготовления стоит приличных денег. Зато собственноручно смастерить самодельный солнечный водонагреватель может любой желающий, а как это сделать, будет рассказано в этой статье.

Принципе действия водонагревателя

Чтобы взяться за дело с пониманием вопроса, следует вначале разобраться, в чем заключается принцип работы солнечного водонагревателя. В качестве примера лучше всего взять заводской аппарат, который в состоянии подогревать воду даже в зимнее время, хотя в гораздо меньших объемах, нежели летом.

Устройство представляет собой батарею, собранную из множества отдельных элементов в виде стеклянных трубок.Внутри каждой трубки, изготавливаемой из кварцевого стекла, располагается еще одна, окрашенная в черный цвет и наполненная веществом, что испаряется при низких температурах.

С целью не допустить потерь тепла изнутри, а также избежать воздействия окружающей среды снаружи, из пространства между трубками удален воздух. Концы всех элементов входят в горизонтальный коллектор, где протекает нагреваемая вода. Подобные вакуумные трубки для водонагревателя весьма эффективно поглощают солнечное тепло и передают его воде за счет испарения / конденсации вещества (рабочего тела).

Система функционирует следующим образом:

под воздействием солнечных лучей рабочее тело превращается в пар и поднимается в верхнюю часть стеклянной колбы;
контактируя сквозь стенки с потоком воды, вещество отдает ему тепловую энергию и возвращается в жидкое агрегатное состояние;
подчиняясь силе тяжести, рабочее тело стекает в нижнюю часть, где цикл начинается заново;
обычно солнечные водонагреватели, находящиеся на крыше, присоединяются к дополнительному змеевику бойлера косвенного нагрева. Таким способом осуществляется передача теплоты домашней отопительной сети.

Примечание. Вакуумные трубки изготавливаются из кварцевого стекла, которое, в отличие от обычного, пропускает волны ультрафиолетового диапазона. Это позволяет поглощать энергию солнца во время облачности и в холодный период года.

Как нетрудно догадаться, соорудить подобную конструкцию в домашних условиях невозможно. Приведем более удачный пример: безнапорный водонагреватель, где происходит передача тепла напрямую, без посредника. В прямоугольный корпус с хорошо утепленной задней стенкой помещен змеевик из меди, подключенный к накопительному баку. В контуре естественным образом циркулирует вода, нагреваясь от солнца напрямую, вследствие чего температура в накопительной емкости постепенно возрастает.

Трубка змеевика запрессована в металлическую пластину – теплоприемник темного цвета, от воздействия осадков она защищена прочным стеклом. Данный солнечный накопительный водонагреватель не так дорог, как вакуумный, но и менее эффективен. Он хорошо действует только в солнечную безоблачную погоду. Зато его конструкция проще и может быть реализована в домашних условиях.

Для справки. Существует еще один способ воспользоваться энергией солнца – установить обычный водонагреватель на солнечных батареях, вырабатывающих электричество. Но такая система очень дорога, хотя может функционировать круглогодично.

Выбор материалов

медной трубки – идеальный вариант;
черных полимерных труб;
секций плоских стальных радиаторов;
алюминиевых трубок.

Примечание. Мастера – умельцы, давно воплотившие идею в жизнь у себя дома, применяли в качестве нагреваемого контура резиновый садовый шланг черного цвета или теплообменник от старого холодильника.

Заключение

Благодаря солнечной энергии в теплое время года ваш частный дом или дача может быть обеспечена горячей водой, за которую не придется платить. Затраты, что придется понести при изготовлении водонагревательной установки, минимальны: надо купить трубы, краны и прочие недостающие материалы. Вложения средств в самодельную систему несравнимы с ценой заводских солнечных коллекторов.

Есть масса причин, по которым стоит соорудить солнечный водонагреватель своими руками. Главное это то, что энергия – бесплатная!

Как устроен солнечный водонагреватель (СВ)

Большинство солнечных нагревателей имеют схожий принцип работы и состоят из:

Коллектора – обязательной детали, представляющей собой сеть трубок или шлангов. Диаметр трубок небольшой, поэтому и объём воды в них такой, чтобы успевать греться от солнечного тепла.
Оборудования, создающего напор – вода может быть и центральной, тогда этот пункт не нужен. Или же можно использовать насос. Кроме того, некоторые модели используют естественное конвекционное движение или силу гравитации и обходятся без насоса.
Трубопроводные элементы. Их число и наличие тоже зависят от модели нагревателя.
В конструкции может также быть бак.

Для повышения эффективности устройства применяют следующие приёмы:

Солнечный водонагреватель для отопления и горячего водоснабжения

Применять СВ можно для летнего душа, отопления, подогрева воды для бани, ванны и кухни.

Типы солнечных водонагревателей

СВ можно разделить в зависимости от напора воды на:

В пассивных приборах вода льётся под действием гравитации, либо циркулирует благодаря конвекции. Напор, как правило, небольшой. Такие нагреватели проще сделать, и обходятся они дешевле, но и производительность у них невелика.

Активные же снабжены электронасосом, клапанами, контролерами.

Активные солнечные водонагреватели в свою очередь делятся на:

Нагреватели с открытым контуром.
Нагреватели с закрытым контуром (для них используется антифриз и можно эксплуатировать даже при минусовых показателях термометра).

Но основной параметр, по которому различают СВ – это:

Накопительного типа

Солнце нагревает воду в резервуаре. После нагрева до комфортной температуры, потребители получают сразу большой объём тёплой воды.

Нагревательный бак

Простейший пример – бак, установленный над летним душем. Ёмкость бака – произвольная. Его красят в чёрный цвет. Снизу делается выходное отверстие с насадкой в виде душа. Сверху – отверстие для заполнения водой.

Вместо бака можно использовать бочку, трубу большого диаметра, пластиковый контейнер или сваренный куб из металла.

При некоторой доработке, такой бак, установленный на крыше, может снабжать тёплой водой дом.

Проточного типа

Суть его в том, что вода пускается по длинной системе трубочек или шлангов, проходя по которым она успевает нагреваться от солнца.

Для самодельных моделей могут применяться самые простые материалы.

Бухты шлангов

Обычные садовые шланги скручиваются и закрепляются (при помощи проволоки, например).

Под шланги стелется тёмный материал (какой есть под рукой, желательно, чтобы он был матовый).

рубероид;
окрашенный пенопласт;
резина и т.д.

На один сезон, можно, конечно, и просто уложить бухты со шлангами (одну, две или три). Если же хочется сделать долгосрочный проект, изготавливают деревянную раму, дно которой выстилают тёмным материалом, а верх накрывают стеклом. Между шлангом и стеклом нужно оставить зазор не менее 12мм.

Для соединения шлангов и труб используют хомуты.

Подсчитать длину шланга довольно сложно, поскольку в подсчётах нужно учитывать множество нестабильных показателей, таких, как температура воздуха, количество солнечных дней в году и пр. Поэтому, прежде чем делать стационарную конструкцию, можно поэкспериментировать и на практике понять, сколько бухт Вам подойдёт.

Шланг в бутылках

Быстрый и простой вариант СВ можно сделать при помощи шланга и обычных пластиковых бутылок.

Получившаяся змейка легко укладывается между волнами шиферной крыши.

Важно, чтобы шланг был по диаметру горлышка бутылки. Чем более герметично будет собрана конструкция, тем лучше будет греться вода.

Солнечный нагреватель воды своими руками

Рассмотрим подробнее схему, как сделать два варианта солнечных водонагревателей для отопления дома своими руками.

В стороне, которая будет снизу, сверлится отверстие.
Устанавливается выходной патрубок.
На патрубке навинчивается запорный кран. Можно установить насадку – душ.
Прорезается отверстие в верхней стороне бака.
По размеру делается крышка любой конструкции. Лишь бы в воду не попадал мусор.
Снаружи бак окрашивается тёмной краской, подойдёт кузбасслак.

Если резервуар планируется подключать к водопроводу в доме, в нём делаются отверстия, в которые герметично врезаются трубы, подводящие холодную воду, и отводящие тёплую. Каждый отрезок водопровода снабжается запорной арматурой. В дальнейшем, такая система будет работать под контролем человека: открыть вентиль, чтобы наполнить бак, вовремя закрыть.

Очень облегчит жизнь установка простейшего датчика уровня воды в баке. Это может быть поплавковое устройство или датчик.

Особенности обустройства солнечного коллектора

Это полноценный прибор, использовать который можно будет много лет.

медная или стальная трубка (можно и готовый змеевик, только тщательно промытый);
большие трубы;
утеплитель в рулонах;
ДСП;
оконное стекло;
герметик, замазка или пена;
листы меди (или более дешёвый матовый материал на подложку);
бак;
уголок;
заглушки, саморезы, штуцера, дюбеля;
краска тёмного цвета.

Из двух медных трубок делается основа. На одном конце каждой трубки устанавливается штуцер и заглушка, а на другом нарезается резьба.
Через каждые 10 см размечаются отверстия. Просверливаются (диаметр не более 9 мм.)
В получившиеся отверстия вставляются трубки, стык проваривается. Должна получиться решётка.
Делается подложка. Можно из меди или более дешёвого аналога. Листы скрепляются меж собой (медь сваривается) и крепится к змеевику.
Получившаяся конструкция покрывается чёрной краской.
Изготавливается ящик-каркас. Из ДСП при помощи металлических уголков и саморезов. В него по размеру должен входить медный змеевик. Высота боковых стенок – около 25 см.
На его дно стелется утеплитель. Например, изовер.
Устанавливается змеевик на медных листах.
Ящик закрывается стеклом. Места стыков герметизируются замазкой, пеной, монтажным клеем или чем-то подобным.

Обогрев помещения чаще всего осуществляется при помощи топлива, но это не экологично и затратно. Альтернативное отопление: энергии ветра и солнца, тепло Земли на службе человека. Реализуем новую отопительную систему в частном доме.

О принципе работы геотермального отопления читайте тут. Насколько это эффективно?

Монтаж

Остаётся только закрепить СВ на месте его дальнейшей работы.

Если речь идёт о накопительном баке, то тут важно установить надёжные опоры.

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 0 ).

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!

Отопление от солнечных батарей поможет сэкономить немалую часть затрат на тепло. Важно выбрать наиболее подходящий тип устройства. Солнечные батареи для отопления дома — разновидности, особенности выбора и отзывы пользователей.

О возможных способах слива воды с водонагревателя читайте в этом материале.

Видео на тему

Читайте также:

Солнечный водонагреватель своими руками

Принцип работы и устройство солнечного нагревателя

Разновидности солнечных нагревателей

Как сделать работу своими руками

Из конденсатора холодильника

Нагреватель из труб

Всесезонная конструкция

Из шланга

Каким образом сделать солнечный коллектор самостоятельно? ↑

Солнечные водонагреватели с древности до современности

Водонагреватель для душа на даче от солнечной энергии

Принцип действия солнечного коллектора ↑

Радиатор

Этапы сборки солнечного коллектора ↑

Выбор материалов

Как сделать самодельный каталитический водонагреватель на даче

Типы солнечных коллекторов ↑

Изготовление короба

Установка и подключение накопительного водонагревателя на даче своими руками

Изготовление солнечного водонагревателя

Преимущества и недостатки пассивных и активных типов

3 Устройство и принцип действия

Принципе действия водонагревателя

Выбор материалов

Рекомендации по изготовлению

Заключение

Как устроен солнечный водонагреватель (СВ)

Типы солнечных водонагревателей

Накопительного типа

Нагревательный бак

Проточного типа

Бухты шлангов

Шланг в бутылках

Солнечный нагреватель воды своими руками

Особенности обустройства солнечного коллектора

Монтаж

Видео на тему