Как сделать водонагреватель на солнечных батареях своими руками
Дата публикации: 11 марта 2019
Наличие автономной установки для подогрева воды не только экономит деньги. В некоторых регионах горячая вода — роскошь, и у людей нет другого выхода, кроме как приобрести собственный водонагреватель. К сожалению, такие устройства стоят недешево и позволить их себе способен не каждый. Но выход есть! Вы можете сконструировать водонагреватель на солнечных батареях самостоятельно из подручных материалов. Такая установка не только обеспечит вас горячей водой, но и не потребует регулярной оплаты коммунальных счетов.
Энергия Солнца активно используется в качестве замены традиционных видов топлива. С помощью солнечной энергии можно автономно питать дом электричеством, обеспечить себя горячей водой и отоплением. За солнечные лучи не нужно платить коммунальным службам — достаточно вложиться в покупку или самостоятельное строительство солнечных батарей. Поэтому водонагреватель с солнечными модулями — экономически целесообразное приспособление, которое поможет вам бесплатно обеспечивать себя горячей водой.
Как работает солнечный водонагреватель
Практически все водонагреватели работают по одной и той же схеме. Черная поверхность «впитывает» солнечную энергию, а полученное тепло передает воде. Для простых конструкций даже не нужен насос: по принципу конвекции теплая вода поднимается от коллектора к теплообменнику, который располагается в баке с водой. В теплообменнике от антифриза тепло передается воде, после чего жидкость охлаждается и цикл повторяется.
Однако в тех случаях, если вы хотите установить панель коллектора на значительной высоте (например, на крыше), без насоса не обойтись. Это особенно актуально, если бак при этом располагается непосредственно на полу в доме. Чтобы не тратить деньги на насос, советуем устанавливать солнечную панель во дворе с южной стороны. Бак при этом должен находиться выше панели (на ножках или постаменте). Такой способ размещения удобен еще и тем, что вы без проблем сможете проводить техобслуживание и ремонт своей установки.
Виды водонагревателей на солнечной энергии:
- Пассивные системы — установки без насоса. Работают за счет естественной гравитации, возникающей за счет разницы плотности у нагретой и охлажденной жидкости.
- Активные системы — установки с насосами, клапанами и различными контроллерами. По принципу действия делятся:
- на системы с открытыми контуром — в качестве теплоносителя используется вода;
- системы с закрытым контуром — теплоносителем выступает водно-гликолевый антифриз;
- Панельные системы — работают по принципу парникового эффекта.
- Вакуумные системы — используют вакуумную прослойку для сбора и накопления солнечной энергии.
В домашних условиях построить панельные или вакуумные установки довольно дорого и сложно. Для нас больший интерес представляют простые системы без насоса. Выбор теплоносителя (вода или антифриз) остается за вами. Если вы собираетесь пользоваться водонагревателем лишь в летнее время, остановитесь на воде. Если вы планируете использовать водонагреватель круглогодично, тогда лучше купить антифриз. Зимой вода замерзнет и система тут же перестанет работать. С антифризом такой неприятности не произойдет.
Как сделать солнечный водонагреватель своими руками
Главная составляющая солнечного водонагревателя — гелиосистема, собирающая энергию Солнца. В этой статье мы рассмотрим схему строительства солнечного водонагревателя с баком на 200-400 литров и солнечной батареей площадью 2 метра х 1 метр. Мощности этой установки хватит для нагрева воды для малого и среднего загородного дома. Для жилья большой площади и этажности можно сделать солнечный водонагреватель с большим баком и батареей.
Материалы для рамы коллектора
Материалы для солнечного абсорбера
Материалы для бака и теплообменника
Материалы для расширительного бака и водопроводной системы
Солнечный водонагреватель: схема сборки
Главный инструмент для сборки водонагревательной системы — сварочный аппарат. Без него вам не обойтись. Еще вам понадобятся такие инструменты, как «утюг» для соединения пластиковых труб, шлифовальная машина, болгарка для резки металла, электрическая дрель и шарошечное сверло (36-40 мм) для сверления отверстий в раме коллектора. Из подручных инструментов подготовьте молоток, рубанок, кисточки.
Последовательно выполняйте все указанные шаги сборки:
- Нарежьте брусья и соберите раму. После этого соедините противоположные стороны рамы поперечными брусками.
- Прикрепите ко дну рамы лист фанеры и тщательно все заизолируйте.
- Просверлите по восемь отверстий диаметром 12-14 мм в двух 3/4“ металлических трубах на одинаковом расстоянии в 12,5 см друг от друга.
- Приварите 8 труб 1/2″ к двум трубам 3/4″, предварительно вырезав концы труб 1/2″ так, чтобы они плотно прилегали к отверстиям в трубах 3/4″. Закройте каждую из двух труб 3/4″ металлической заглушкой.
- Приварите металлический лист и трубы друг к другу. Трубы 3/4″ должны выступать за края металлического листа на 7-10 см (одна — снизу, а вторая — сверху).
- Обезжирьте поверхность абсорбера и выступающие края труб. Переверните абсорбер трубами вниз и покройте всю внешнюю поверхность черной краской.
- В деревянной раме просверлите входные и выходные отверстия для труб и вставьте в нее абсорбер.
- Покрасьте раму черной матовой краской и дождитесь полного высыхания. Прикрепите деревянную перекладину посредине для установки стекла. Наклейте на перекладину уплотнитель.
- По краю стекла прикрепите резиновый уплотнитель. Накройте раму стеклом (по периметру). Аккуратно прикрутите алюминиевый монтажный угольник для крепления стекла к раме. Стык двух частей стекла следует промазать силиконом.
- Соедините абсорбер с баком для нагревания воды с помощью трубы.
- Залейте в трубу-теплоноситель антифриз, положите ее в бак и заизолируйте конструкцию.
- Последним шагом мастерятся ножки для бака и прилаживаются дополнительные элементы (краны, термометры). Готово!
Помните, что за водонагревателем нужен уход. Не устанавливайте солнечную панель в опасной близости от деревьев: ветки и падающие плоды могут нанести ей урон. Протирайте стеклянную поверхность абсорбера на регулярной основе: пыль и другие загрязнения мешают собирать солнечные лучи. Время от времени проверяйте трубы и стыки на наличие утечек.