Сонячні водонагрівачі своїми руками: схема

Екологічні проблеми постійно диктують нові умови життя. Це пов`язано як з чистотою довкілля, 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, і 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, що впроваджуються як в 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 рядом проблем, найактуальнішою з яких є короткий період застосування в холодних кліматичних зонах. Однак, незважаючи на це, є ряд ефективних методів, які використовують принципи накопичення сонячної енергії.

Сонячні водонагрівачі з давнини до сьогодення

Є багато способів використання сонячної енергії. Одним з найбільш популярних методів, застосовуваних як у 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 в 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 використовуваних структурних елементів, так і способів управління. Їх конструкція різноманітна і в більшості своїй 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 реалізований ряд принципів, які дозволяють використовувати енергію Сонця. Розрізняють декілька варіантів конструкції, незалежно від того, зроблений сонячний водонагрівач своїми руками чи ні. Головний критерій класифікації - теплоносій. Він може бути рідким і металевим. Як утеплювач може використовуватися вакуум. Сонячні водонагрівачі можуть бути прямої дії або 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, які залежать від типу структури - примусово за допомогою насосів і інших нагнітають тиск установок або самопливом. Також їх можна розділити по області застосування. Наприклад, сонячні водонагрівачі для будинку відносяться 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 в великих кількостях, має і відповідні розміри, а також відноситься до іншого класу.

Виробники і споживачі

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

Цінова політика і матеріали для виготовлення

Сонячний водонагрівач, ціна якого велика, користуватися попитом не буде, тому моделі просуваються виробів або виготовляють з дешевих матеріалів, або їх потужність роблять максимальної, щоб товар міг себе незабаром окупити. У південному Китаї економлять на теплопровідник. 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 також пропонує споживачам різні модифікації готових систем. Наприклад, проста модель для будинку коштує від 300 у.о. Але є і моделі з додатковим обладнанням, яке істотно спрощує експлуатацію. Це можуть бути насоси і різні датчики. Ціна таких пристроїв стартує від 550 у.о.

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, що 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 буде 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 зливаються воєдино. Їх також фарбують. Зверху встановлюється звичайне одинарне або подвійне скло товщиною від 4 мм, яке закріплюється в напрямних 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 складніше і вимагає професійних конструкторських навичок. В її структуру входить: теплообмінник з зовнішньою ізоляцією і клапаном, підключені до нього вакуумні трубки, розширювальний бак, встановлений всередині теплообмінника, електронагрівач, з`єднувальні трубки і зливний кран.

Також він може включати робочу станцію, контролери і датчики в залежності від обраного типу. Вакуумні трубки мають багатокомпонентну структуру, що складається з власне трубок, створених з ударостійкого скла, абсорберов, наявних усередині трубок, і ряду інших допоміжних елементів. Варіант такої конструкції збирається переважно з уже готового набору. Купивши його, можна з легкістю змонтувати сонячний водонагрівач. Ціна на нього коливається в залежності від видаваної потужності (кількості кВт).

Переваги та недоліки пасивних і активних типів

Сонячні водонагрівачі з самопливним пересуванням теплоносія називають пасивними. При виборі такого варіанту слід враховувати проблему його розміщення. Рух води тут відбувається завдяки різниці щільності холодного і 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 в разі застосування елементів активізації потоку рідини стають практично незамінними. Однак для цього потрібні додаткові джерела енергії, їх живлять, тому енергетично незалежними вони не є, на відміну від соматичних 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 подібних геліосистем використовує колектори, що встановлюються на дахах будівель і на прилеглій до них території під кутом, оптимально підібраним для заданої кліматичної зони. Частина таких виробів повністю енергонезалежний від інших джерел енергії. Підбір моделі відбувається виключно за висунутим вимогам до потужності пристрою і можливості його установки в заданих умовах. Їх застосування може мати тимчасовий або постійний характер для нагріву води з конкретної заданої метою або для загального користування.