Сонячний водонагрівач своїми руками: схема

Екологічні проблеми постійно диктують нові умови життя. Це пов'язано як з чистотою навколишнього середовища, так і з дефіцитом енергоресурсів. За даними всесвітніх організацій, їх кількість не безмежне, і для вирішення даної проблеми виділяється величезна кількість ресурсів. Це і фінансові вкладення, наукові проекти, і безліч інших заходів. Такий підхід дає свої плоди, і в результаті в житті суспільства з'являються якісно нові прилади, інструменти і методи, які впроваджуються як виробничі процеси, так і в буденне життя людей.




Одним з таких нововведень є енергозберігаючі системи, що використовують альтернативні джерела енергії, головним і найбільш потужним з яких є сонячне випромінювання. Як і у всіх джерел енергії, його використання супроводжується низкою проблем, найактуальнішою з яких є короткий період застосування в холодних кліматичних зонах. Однак, незважаючи на це, є ряд ефективних методів, що використовують принципи накопичення сонячної енергії.

Сонячні водонагрівачі з давнини до сучасності

Є багато способів використання сонячної енергії. Одним з найбільш популярних методів, які застосовуються як в побутових, так і в промислових умовах, стали сонячні водонагрівачі. Ці пристрої використовуються століттями, а із застосуванням сучасних технологій отримали новий виток популярності. З давніх часів і до недавніх пір воду, як і інші рідини, за допомогою сонця нагрівали у відкритих або закритих ємностях темного кольору, що сприяло швидкому підігріву.




Зараз же, в електронний століття, все частіше застосовуються більш сучасні елементи, які дозволяють не тільки нагрівати воду за допомогою сонця, але і підтримувати задану температуру теплоносія. Вони включають масу технічних розробок, що стосуються як використовуються структурних елементів, так і способів управління. Їх конструкція різноманітна і здебільшого залежить від цільового призначення приладу, а також застосовуваних технологій і матеріалів. Частина з них випускається тільки промисловим способом, але інша частина може виконуватися і в кустарних умовах.

Види і класифікація приладів

На практиці реалізовано низку принципів, які дозволяють використовувати енергію Сонця. Розрізняють кілька варіантів конструкції, незалежно від того, зроблено сонячний водонагрівач своїми руками або немає. Головний критерій класифікації – теплоносій. Він може бути рідким і металевим. В якості теплоізолятора може використовуватися вакуум. Сонячні водонагрівачі можуть бути дії прямого чи непрямого. У першому випадку вода нагрівається безпосередньо сонцем, а в другому випадку це відбувається шляхом перетворення сонячної енергії в електричну, а потім в теплову, яка і нагріває рідину.




У замкнутому або розімкнутому контурі вона може пересуватися також двома способами, що залежать від типу структури – примусово за допомогою насосів та інших нагнітають тиск установок або самопливом. Їх також можна розділити по області застосування. Наприклад, сонячні водонагрівачі для будинку належать до числа малопродуктивних пристроїв. Вони характеризуються невеликими розмірами. А сонячний водонагрівач для басейну або іншого об'єкта тимчасового використання, призначений для постійного багатоцільового нагріву води у великих кількостях, і має відповідні розміри, а також відноситься до іншого класу.

Виробники і споживачі

На ринку представлений ряд виробників, які мають досвід у подібних розробках і створюють масово такі вироби. Основні фірми-конкуренти – VIESMANN, SOLVIS, VAILANT. Головні держави споживачі – Саудівська Аравія, Ізраїль, Мальта і багато країн Євросоюзу. Крім того, цей напрямок активно популяризується в Китаї, РФ, США та Австралії.

Цінова політика і матеріали для виготовлення

Сонячний водонагрівач, ціна якого велика, користуватися попитом не буде, тому моделі своїх виробів або виготовляють з дешевих матеріалів, або їх потужність роблять максимальної, щоб товар міг себе незабаром окупити. У південному Китаї економлять на теплопроводниках. Їх роблять пластинчастими, але при цьому результат не страждає - потужності виробів вистачає, оскільки Сонце тут набагато активніше, ніж в північних регіонах. У холодних країнах використовують більш дорогі теплоізольовані системи на основі сонячних батарей. Вони більш енергоефективні, і їх вартість відповідна. Ринок сонячних колекторів пропонує також споживачам різні модифікації готових систем. Наприклад, проста модель для будинку коштує від 300 у.е. Але є і моделі з додатковим обладнанням, яке істотно спрощує експлуатацію. Це можуть бути насоси і різні датчики. Ціна таких пристроїв стартує від 550.е.

Домашній сонячний водонагрівач своїми руками: схема конструкції

Існує думка, що пристрої для нагріву від сонця мають складну конструкцію. Однак можна зробити сонячний водонагрівач своїми руками. Схема колектора, який входить до його складу, проста. Її можна зібрати з наявних запчастин або сконструювати з нових. Вона являє собою змійовик з тонкого легко нагрівається металу, встановлений на платформу і захищений склом. Спорудити сонячний водонагрівач своїми руками можна за добу. Для цього потрібно підготувати монтажний майданчик у вигляді бетонного або плиткового покриття. Змонтувати на ній платформу з наявних легких, але міцних матеріалів, наприклад, дерева. І встановити її за допомогою анкерів під кутом на майданчик. Платформа з кріпленнями для змійовика забарвлюється в чорний колір. Поверх встановлюються труби і з'єднуються воєдино. Їх також фарбують. Зверху встановлюється звичайне одинарне або подвійне скло товщиною від 4 мм, яке закріплюється в направляючих на платформі. На виведені труби змійовика встановлюють крани і за допомогою коротких шлангів підключають до насоса.

Вакуумна модель і її особливості

Схема сонячного водонагрівача на основі вакууму зовсім інша. Вона набагато складніша і вимагає професійних конструкторських навичок. В її структуру входять: теплообмінник з зовнішньою ізоляцією і клапаном, підключені до нього вакуумні трубки, розширювальний бак, встановлений усередині теплообмінника, електронагрівач, з'єднувальні трубки та зливний кран. Також він може включати робочу станцію, контролери, датчики в залежності від вибраного типу. Вакуумні трубки мають багатокомпонентну структуру, що складається з власне трубок, створених з ударостійкого скла, абсорберів, що розташовуються всередині трубок, і ряду інших допоміжних елементів. Такий варіант конструкції збирається переважно з уже готового набору. Купивши його, можна з легкістю змонтувати геліосистему. Ціна на нього коливається в залежності від видається потужності (кількості кВт).

Переваги і недоліки пасивних і активних типів

Сонячні водонагрівачі з самотечним пересуванням теплоносія називають пасивними. При виборі такого варіанту слід враховувати проблему його розміщення. Рух води тут відбувається завдяки різниці щільності холодної та нагрітого теплоносія. Тому така система повинна передбачати наявність накопичувального бака і продуману систему трубопроводу. Такі геліосистеми мають низьку швидкість накопичення нагрітої рідини і це їх основний недолік. Але всі плюси від інших геліосистем в них присутні. Це низьке енергоспоживання, відсутність шкідливих випарів і виділень, економічна доцільність. Тому сонячні водонагрівачі у разі застосування елементів активізації потоку рідини стають практично незамінними. Однак для цього потрібні додаткові джерела енергії, що їх живлять, тому енергетично незалежними вони не є, на відміну від самопливних пасивних моделей.

Підсумки

Середньому класу високоефективні сонячні водонагрівачі не по кишені. Їх конструкція включає ряд дорогих компонентів, термін окупності яких вимірюється роками. Але енергонезалежний сонячний водонагрівач своїми руками виконаний – не вигадка. Його без проблем можна виготовити в домашніх умовах. Крім того, на ринку представлений широкий асортимент бойлерів, що використовують сонячну енергетику, від світових виробників. Велика частина таких геліосистем використовує колектори, що встановлюються на дахах будинків і на прилеглій до них території під кутом, оптимально підібраним для заданої кліматичної зони. Частину таких виробів повністю енергонезалежні від інших джерел енергії. Підбір моделі відбувається виключно за висунутим вимогам до потужності пристрою і можливість його установки в заданих умовах. Їх застосування може мати тимчасовий або постійний характер для нагрівання води до заданої конкретної метою або для загального користування.