Солнечный водонагреватель своими руками. Солнечный водонагреватель из радиатора


Самодельный солнечный коллектор из радиатора

Этот солнечный коллектор был сконструирован автором самостоятельно на основе старого радиатора отопления. Солнечный коллектор позволяет в летнее время использовать горячую воду, которая нагревается за счет естественного тепла от солнечных лучей. Такая конструкция будет особенно полезной в дачном доме, куда обычно не идет подача горячей воды.

Для создания солнечного коллектора были задействованы следующие материалы:

1) Старые плоские радиаторы отопления в количестве двух штук.2) листы металла или жести3) метало-пластиковые трубы4) краны5) фитинги6) стекла оконные7) две бочки емкостью в 160 литров

Рассмотрим основные этапы создания солнечного коллектора на базе старого радиатора отопления.

Для начала необходимо познакомиться с основным принципом работы данной модели водонагревателя. В бак закачивается холодная вода из колодца, для этого автор установил насосную станцию. Вода подается в бак через кран, что позволяет регулировать уровень воды в баке.

После нагрева горячая вода напрямую без краника спускается в ванну, так как вода в баке находится не под давлением. Таким образом горячая вода сама стекает в ванну при открытии крана.

На крыше дома автор установил два радиатора так, чтобы верх радиатора был на уровень ниже чем бак-накопитель. Так же в целях естественной циркуляции воды трубы ее подвода от бака-накопителя установлены под углом, в сторону радиаторов.

Благодаря тому, что трубка, по которой поступает нагретая вода в бак была подключена чуть выше середины бака, самая нагретая и горячая вода скапливается всегда вверху бака-накопителя.

Таким образом в летнее время, когда средняя температура воздуха в тени равна 25+ градусам, вода в баке за день может нагреться до 50-60 градусов.

Так же автор сделал простую манипуляцию с бочкой, для того чтобы она сохраняла тепло на протяжении ночи и утром вода еще была теплой. Для этого бочка была обернута минеральной ватой и фольгой, после чего бак-накопитель стал своего рода большим термосом.

Теперь о конструкции самой системы нагрева воды. Два плоских радиатора были помещены на крышу дома автора.

Для удобства крепления были сделаны два металлических короба их жести и листов металла, в которые радиаторы и были помещены. Сверху радиаторы в коробах были закрыты стеклом для защиты от ветра и грязи. Автор использовал сразу два радиатора для того, чтобы уменьшить время нагрева воды, соответственно чем больше радиаторов, тем быстрее будет нагреваться вода от солнечного тепла.

На чердаке дома автор разместил пластиковую бочку вместимостью в 160 литров, которая была соединена с радиаторами и системой водопровода дома при помощи метало-пластиковых труб и фитингов.

Верх радиаторов установленных на крыше находится ниже уровня бака-накопителя, поэтому нагретая на солнце вода естественным путем поступает в бак. Как и полагается трубки подвода воды от бака сделаны с уклоном вниз в сторону радиаторов.

Тут видно фотографии изготовления металлических коробов для радиаторов :

Вот так был размещен радиатор в самом коробе:

Далее автор приступил к установке и закреплению коробов с радиаторами на крыше здания:

А вот фотография бака расположенного на чердаке дома:

Так как автор использовал достаточно старые радиаторы отопления, которые долгое время валялись без дела, то при первом запуске системы довольно долго шла ржавая вода, но после того как радиаторы промылись качество воды пришло в норму.

Так же автор коллектора данной конструкции напоминает, что в зимнее время воду из системы нагрева необходимо слить. Поэтому стоит предусмотреть специальные дренажные краны внизу радиатора. Лучшая возможность слить воду с бака-накопителя, это перекрыть насосную станцию, а затем открыть кран подачи холодной воды. Таким образом вся находящаяся вода в баке стечет сама. В случае, если вы не сольете воду из солнечного коллектора на зиму, то в морозы конструкция деформируется и придет в негодность. Хотя сам коллектор и сделан из достаточно дешевых материалов, но при должном обслуживании сможет проработать достаточно долгое время. Источник

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Солнечный водонагреватель своими руками

В этой статье описано, как сделать солнечный водонагреваетль - коллектор своими руками из "подручного материала". Сделать простейший солнечный коллектор, действительно не так уж и сложно, но стоит ли придумывать, чем заменить вакуумные трубки из специального суперпрозрачного, ударопрочного сетекла, с тройным светопоглощающим напылением, преобразующие в тепло весь спектр солнечного излучения (имеется в виду и невидимая глазу часть спектра). Трубки практически не имеют теплопотерь, работают эффективно даже в пасмурную погоду и преобразуют в тепло до 98% излучения?

Вода, ветер и солнце — самые доступные и неисчерпаемые источники энергии, которые природа дарит человеку. Не случайно к ним в последние годы снова обращается самое пристальное внимание как науки и промышленности, так и энтузиастов технического творчества, самодеятельных конструкторов. О некоторых из создаваемых ими «домашних» устройствах с использованием ветра и солнца мы уже рассказывали в наших публикациях раздела КДМ и «Малая механизация». Сегодня знакомим вас с нагревательной солнечной установкой, сконструированной болгарским инженером Станиславом Станиловым.

Как сделать летний душ с солнечным нагревателем (+Фото)

Без горячего водоснабжения сегодня обойтись трудно. Нужно ли помыть посуду или автомобиль, принять душ или вымыть пол — во всех этих случаях нужна теплая вода. Хорошо тем, у кого дом централизованно снабжается ею; а как быть владельцам индивидуальных домиков, дач? Можно, конечно, соорудить печь-«котельную», однако она потребует немало топлива. Между тем не только летом, но даже в холодную пору весны и осени можно обеспечить дом горячей водой без затрат даже самых минимальных количеств топлива. Для этого достаточно сделать водонагреватель, работающий от... солнца.

Гелиокотельная не слишком сложна: в конструкцию входит солнечный коллектор, состоящий в данном случае из двух одинаковых блоков (при необходимости количество блоков можно увеличить), накопитель горячей воды и аванкамера. При проектировании солнечного водонагревателя использовалось несколько хорошо известных принципов. Так, например, для самого нагревателя — «парниковый эффект», то есть свойство солнечных лучей беспрепятственно проходить сквозь прозрачную среду в замкнутое пространство и превращаться в тепловую энергию, уже не способную преодолеть обратно прозрачную «крышу» установки. А в гидравлической системе служит термосифонный эффект, то есть свойство жидкости при нагревании подниматься вверх, вытесняя при этом более холодную воду и заставляя ее перемещаться к месту нагрева. Следует также отметить, что при разработке учитывался и эффект накопления и сохранения тепловой энергии: в установке «уловленная» солнечная энергия, преобразованная в тепловую, аккумулируется и сохраняется длительное время.

Разумеется, основополагающим принципом при проектировании был «сделай сам»: все составные элементы водонагревателя должны быть доступны для изготовления своими силами и из таких полуфабрикатов или сырья, материалов, которые можно приобрести в открытой продаже либо подобрать из металлолома.

Солнечный коллектор для нагрева воды за 9 шагов

Итак, немного об устройстве солнечного водонагревателя и о принципе его работы.

Коллектор — это трубчатый радиатор, заключенный в короб, одна из сторон которого застеклена. Радиатор сварен из стальных труб, причем для подводящей и отводной используются водопроводные трубы на 1 или на 3/4 дюйма, а для решетки лучше использовать тонкостенные трубы меньшего диаметра — например, труба Ø16X1,5 мм. Всего для одной решетки требуется 15 таких труб длиной около 1600 мм.

Короб коллектора — деревянный, собран из досок толщиной 25...30 мм и шириной 120 мм. Днище короба — из фанеры или же оргалита, оно усилено рейками сечением 30X50 мм. Короб тщательно теплоизолируется; сделать это можно с помощью упаковочного или строительного пенопласта: он укладывается на дно, поверх него закрепляется лист белой жести или оцинкованного кровельного железа, и сверху укладывается радиатор. Закрепляется радиатор в коробе хомутами из стальной полосы.

Как сделать солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок за 6 шагов

Трубы радиатора и металлический лист на дне короба окрашиваются черной матовой краской. Покровное стекло желательно герметизировать, с тем, чтобы потери тепла за счет конвекции были минимальными. С внешней стороны короб желательно окрасить серебрянкой, с тем чтобы уменьшить потери на теплоизлучение.

Все соединения — как сварные, так и резьбовые — должны быть строго герметичными. Соединение труб — стандартное, с помощью муфт, тройников и уголков с герметизацией пенькой и краской.

Накопителем теплоносителя может служить бак емкостью 200-300 литров. В принципе для этой цели годится и любая подходящая бочка. Если невозможно подобрать емкость нужной вместимости, используйте две-три, соединив их с помощью труб в единую систему. Накопитель также желательно теплоизолировать. Идеальным вариантом будет размещение емкости (или емкостей) в дощатом или же фанерном коробе с заполнением межстеночного пространства любым теплоизолятором — строительным пенопластом, шлаковатой, сухими опилками или даже рубленой соломой или сеном. С той же целью саму бочку (или бочки) желательно окрасить изнутри и снаружи серебрянкой. Ею же следует окрасить короб и снаружи.

Солнечный водонагреватель своими руками

Аванкамера предназначена для создания в гидросистеме постоянного, не слишком высокого давления — 800...1000 мм водного столба. Если провести аналогию с системой охлаждения автомобиля, то можно сказать, что аванкамера играет здесь роль расширительного бачка. Изготовить ее можно из любого подходящего сосуда емкостью 30-40 литров, например, большого бидона или даже алюминиевой кастрюли той же вместимости. Аванкамера оснащается подпитывающим устройством, позволяющим ей работать в автоматическом режиме. Его основа — поплавковый клапан, который применяется в быту для сливных бачков: его можно приобрести в магазинах сантехнических изделий.

Сборка солнечного водонагревательного устройства начинается с размещения на чердаке дома накопителя в теплоизолирующем коробе и аванкамере. Масса заполненного водой накопителя получается значительной, поэтому следует убедиться, что перекрытия потолка в выбранном месте достаточно прочны и выдержат вес массивного бака.

Аванкамера размещается поблизости от накопителя таким образом, чтобы уровень воды в ней превышал уровень воды в накопителе на 0,8-1 м.

Солнечные коллекторы располагаются с южной стороны дома под углом от 35 до 45° к горизонту. Размещать их лучше всего так, чтобы эти панели стали естественной кровлей дома или небольшой веранды.

Для того чтобы соединить все элементы солнечного водонагревателя в единую систему, понадобятся трубы двух сортаментов: «дюймовые» и «полудюймовые». С помощью последних монтируется высоконапорная часть системы — от водопроводного ввода до аванкамеры, а также вывод нагретой воды из накопителя: «дюймовые» используются для низконапорной части нагревателя.

Следует отметить, что работоспособность системы в значительной степени зависит от ее герметичности и от отсутствия воздушных пробок, поэтому к монтажу трубопроводов следует отнестись особенно аккуратно. Все трубы желательно также окрасить серебрянкой и тщательно теплоизолировать — например, с помощью поролона и полиэтиленовой ленты, которой полосы поролона прибинтовываются к трубе. Завершив эту операцию, лучше покрыть «забинтованную трубу серебрянкой.

Заполнение системы водой осуществляется через дренажные вентили в нижней части радиаторов — в этом случае будет гарантия от появления в системе воздушных пробок. Процесс заполнения заканчивается, когда из дренажной трубы аванкамеры польется вода.

Теперь подсоединяем аванкамеру к водопроводному вводу и открываем расходный вентиль; при этом уровень воды в аванкамере начнет снижаться до тех пор, пока не сработает поплавковый клапан. Подгибая держатель поплавка, можно добиться оптимального уровня воды в аванкамере.

После заполнения системы водой радиаторы тут же начнут нагревать ее — это происходит даже в облачную погоду. Теплая вода станет подниматься вверх, заполняя собой накопитель и вытесняя при этом холодную, которая поступит в радиатор. Процесс происходит непрерывно — до тех пор, пока температура воды, поступающей в радиатор, не сравняется с температурой воды, поступающей из радиатора. При расходовании воды из накопителя уровень ее в аванкамере понизится; тогда сработает поплавковый клапан и дольет воду в аванкамеру. Холодная вода из аванкамеры поступит в нижнюю часть накопительной емкости, поэтому перемешивания воды практически не происходит. Теплая же вода забирается из самой верхней части накопителя.

Следует помнить, что в ночное время, когда температура на улице меньше, чем температура нагретой воды, солнечный водонагреватель с помощью радиатора начнет отапливать улицу — термосифонный эффект работает и в этом случае, перекачивая тепло в обратном направлении. Поэтому в гидросистеме должен быть предусмотрен вентиль, препятствующий обратной циркуляции воды из радиаторов в накопитель, который имеет смысл перекрывать в вечернее и ночное время.

Подводку воды к мойке или к душу можно произвести с помощью стандартных смесителей. Мера эта отнюдь не лишняя: в солнечную погоду температура воды может достигать 80°, и пользоваться такой водой затруднительно. К тому же смесители позволят существенно экономить горячую воду.

В случае, если производительность солнечного водонагревателя не устроит вас, ее можно значительно увеличить, вводя в тепловую цепь дополнительные секции солнечных коллекторов — блочная конструкция установки вполне позволяет сделать это.

 

 

Источник: vk.com

Если вам понравился этот материал, то предлагаем вам подборку самых лучших материалов нашего сайта по мнению наших читателей. Подборку - ТОП об экологически безопасных технологиях, новой науке и научных открытиях вы можете найти там, где вам максимально удобно ВКонтакте или В Фейсбуке Если у вас неправильно отображается страница, не воспроизводится видео или нашли ошибку в тексте, пожалуйста, нажмите сюда.

ecology.md

Солнечный водонагреватель своими руками

Солнечный водонагреватель своими руками

Солнечный водонагреватель своими руками

История написания: После запуска описанной конструкции в опытную эксплуатацию, знакомый узбек сказал: "Нарисуй мне чертеж. У себя делать буду!" Рисовать мне было лень, я решил, что в интернете найду подходящие рисунки и распечатаю. Не тут-то было! Просмотрев с полсотни ссылок, обнаружил в наличии всего 4 варианта конструкции, далеко не идеальных. Понял, что увы - придется рисовать и писать самому :( Раз уж все равно рисовать и писать - сделать это так, чтоб пригодилось кому-то еще.

Постановка задачи

Требуется создать самый простой и дешевый нагреватель воды солнечным излучением. Точнее - найти самое выгодное соотношение затраты/результат. В "затратах" учитываем как прямые денежные расходы, так и собственную работу по поиску деталей и их сборке. Итоговые "затраты" можно выражать как в рублях, так и в часах потраченного времени.

Принцип работы

Вообще говоря, действительно САМЫЙ простой солнечный водонагреватель представляет из себя просто бочку с водой, выставленную на солнце. Недостатки: работоспособен только в жаркий солнечный день, без солнца вода остывает очень быстро, КПД использования солнечной энергии очень мал. Потому мы его упомянули, но рассматривать всерьез не будем.

Чуть более сложная конструкция представляет из себя теплоизолированную бочку и собственно коллектор солнечной энергии, соединенный с бочкой двумя трубками, расположенный НИЖЕ бочки. (В простейшем случае, коллектор представляет из себя плоский стальной радиатор отопления, покрашенный с одной стороны в черный цвет)

Расположение коллектора ниже дна бочки имеет принципиальное значение: в этом случае циркуляция воды через коллектор происходит благодаря конвекции - вода, нагревшаяся в коллекторе поднимается в бочку, а со дна бочки более холодная вода поступает в коллектор. После захода солнца конвекция прекращается; вода в коллекторе быстро остывает до температуры воздуха, но нагретая вода из бочки не будет поступать в коллектор, а поскольку бочка покрыта теплоизоляцией, остывать она будет медленно.

Если расположить коллектор на одном уровне с бочкой, то в одну из трубок следует вставить клапан, препятствующий движению воды в обратном направлении (либо вентиль, закрываемый на ночь вручную). Если этого не сделать, ночью нагретая вода будет поступать из бочки в коллектор, и в коллекторе остывать, обогревая окружающую среду. Клапан усложняет конструкцию и создает значительное сопротивление току воды через коллектор, отчего КПД конструкции заметно падает.

Если местные особенности требуют расположения коллектора ВЫШЕ бочки - необходимо применение циркуляционного насоса.

Расположение коллектора ниже дна бочки позволяет обойтись без клапана и без насоса. По идее, чем ниже относительно бочки находится коллектор, тем выше "давление", создаваемое конвекцией, выше скорость перемешивания, выше КПД установки. Но при этом также растет и длина соединительных трубок; для компенсации роста сопртивления, при увеличении их длины, желательно увеличивать также сечение. При этом также растут теплопотери через стенки трубок, т.е. необходимо применять более толстую теплоизоляцию. В общем, пусть каждый находит для себя разумный компромис.

Детали конкретной конструкции

Для удобства пользования, следует предусмотреть подачу в бочку холодной воды (из водопровода, либо другой, "холодной" бочки) и отбор воды нагретой.

Для подачи холодной воды, в верхней части бочки установлен обычный поплавковый клапан от унитаза. Поплавок, представляющий из себя полиэтиленовый резервуар, заменен куском твердого пенопласта, который надвинут до горизонтальной части рычага. Это сделано с целью уменьшения неиспользуемого объема в верхней части бочки. К выходному отверстию поплавкового клапана подсоединен отрезок шланга, идущий до дна бочки - для того чтобы холодная вода поступала ближе ко дну, а не смешивалась с нагретой водой в верхней части.

Отбор нагретой воды желательно делать с верхнего слоя. Если подача холодной воды осуществляется постоянно и под достаточным давлением, то уровень воды в бочке будет примерно постоянным, и тогда отверстие для отбора воды можно сделать в верхней части, в нескольких сантиметрах ниже минимально возможного уровня.

В моем случае подача холодной воды осуществляется периодически, то-есть, уровень воды в бочке колеблется от максимального до нулевого. Отбор воды из верхнего слоя осуществляется следующим образом: отверстие для отбора воды расположено в нижней части бочки; внутри бочки к этому отверстию прикреплен отрезок шланга, свернутый в кольцо; на открытый конец этого отрезка шланга надет поплавок из пенопласта, поддерживающий его на поверхности воды, и загибающий этот конец вниз, на 1-2 см ниже уровня воды.

В нижней части этого отрезка шланга проделано маленькое отверстие (0.5-1мм). Назначение этого отверстия - обеспечить начальное заполнение заборного шланга водой. Без этого отверстия возможна ситуация когда середина незаполненного водой шланга всплывает выше чем его конец, в результате шланг не может "засосать" первую порцию воды.

Пожалуй, заборный шланг с поплавком - самая сложная для отладки часть конструкции :)

Прочие детали, влияющие на эффективность.

1. Теплоизоляция. Теплоизолировать следует саму бочку, обе трубки от бочки к коллектору и трубку для отбора нагретой воды. Любыми теплоизоляционными материалами, которые есть под рукой, чем больше - тем лучше :) На глаз, достаточно эффективной будет толщина слоя теплоизоляции от 5 до 10 сантиметров. Желательно под слоем теплоизоляции проложить слой алюминиевой фольги, если не используются специальные теплоизоляционные материалы, со "встроенным" слоем фольги. Не забывать про теплоизоляцию дна и крышки бочки!

2. Диаметр трубок между бочкой и коллектором - чем больше, тем лучше. В первой версии своей конструкции я использовал шланг 1/2", сейчас полагаю, что следует заменить на 3/4". Тонкие трубки создают высокое сопротивление протеканию воды (тогда как "давление", создаваемое конвекцией весьма невелико), что ухудшает перенос тепла из коллектора в бочку, снижает КПД установки. Длину этих трубок также следует минимизировать. (При использовании циркуляционного насоса, диаметр трубок серьезного значения не имеет) При наличии подходящего термометра полезно замерить разность температур на входе в коллектор и на выходе из него. Если эта разность существенна - значит циркуляция затруднена, сечение трубок желательно увеличить.

Устройство коллектора - разбор вариантов

Коллектор - самая важная, "центральная" часть установки. От него в первую очередь завивит эффективность установки и в конечном счете - степень удовлетворенности пользователя. Поэтому устройство коллектора будет посвящено так много внимания. В интернете встречается несколько вариантов устройства коллектора. Все они работоспособны в принципе, но обладают различными недостатками.

1. Коллектор на основе змеевика от старого холодильника. Недостатки: во-первых, площадь поглощения излучения ничтожно мала по сравнению с площадью занимаемой, во-вторых, трубка слишком тонкая и длинная, эффективная конвекция невозможна. Для экспериментов, как доказательство того, что "оно работает" - годится, практически - неэффективно.

Если уж в вашем распоряжении оказался ненужный холодильник, который хочется использовать - разумно попробовать использовать испаритель морозильной камеры, который представляет из себя пару алюминиевых листов с каналами для фреона между ними. Обычно он свернута в прямоугольную "трубу" - следует разрезать шов (стараясь не задеть внутренние каналы) и развернуть ее до плоского состояния. И обязательно покрасить одну сторону в черный цвет. Конечно, из-за малого сечения канала, сопротивление потоку будет высоким - этот недостаток неустраним. Но площадь поглощения будет высокой, а по теплопроводности алюминий уступает только меди.

2. Длинный змеевик из относительно толстых трубок (используемый автором для подогрева бассейна). Первый недостаток - высокое сопротивление потоку из-за большой длины, из-за чего конвекция не может быть эффективной. В оригинальной конструкции этот недостаток не имеет значения, т.к. автор использует циркуляционный насос (без него никак - ведь коллектор расположен выше накопительной емкости) Другой недостаток - относительно высокая стоимость.

3. Из стальных водопроводных труб: между двумя горизонтальными трубами вварено много соединяющих их вертикальных, т.е. конструкция очень похожа на отопительный радиатор. Имеет низкое сопротивление потоку, и близка к идеальной. Недостатки - большой вес, но главное - сложность изготовления - много сварочных работ, для относительно высокой квалификации сварщика. Привлечение сварщика со стороны сразу повышает стоимость изделия.

4. Змеевик из толстй медной трубки, припаянный к алюминиевой подложке. (Вариант: как в предыдущем пункте - две толстые горизонтальные трубки, между которыми впаяны несколько вертикальных трубок потоньше, опять же на алюминиевой подложке) Недостатки: относительно высокая стоимость и сложность изготовления. Для высокой эффективности необходимо обеспечить хороший тепловой контакт медной трубки с алюминиевой подложкой, для чего их следует спаять. Обеспечить спайку меди с алюминием в таких объемах в домашних условиях почти нереально. Простое механическое прижатие хомутами или проволокой - не обеспечит хорошего теплового контакта, т.е. площадь поглощения будет равна только площади трубки, а не площади подложки. Как вариант, можно попробовать использовать механическое прижатие с теплопроводной пастой, которой намазывают процессор компьютера для лучшего теплового контакта с радиатором. При заказе из Китая, такая паста стоит порядка $3 за шприц 10мл. На весь коллектор, "на глазок" понадобится их с десяток...

5. ТЕОРЕТИЧЕСКИ интересный вариант - использование сотового поликарбоната, по каналам которого протекает вода. "Теоретически" - потому что автор идеи не смог довести ее до практически работающей конструкции. Основная проблема, как она видится мне - высокий коэффициент теплового расширения поликарбоната. Поскольку "нормальным" следует считать диапазон температур от 10 до 90 градусов, поликарбонат неизбежно будет "гулять" в местах соединений с другими элементами конструкции, нарушая герметизацию. Использование автором термоклея для герметизации - идея изначально бредовая. На мой взгляд, можно попробовать добиться успеха при использовании силиконового герметика. В качестве "торцевых" трубок - использовать стальные водопроводные. Другой вариант - с торцов выпилить внутренние перегородки на глубину порядка 2-3см, затем заглушить торцы тем самым "торцевым профилем", который продается вместе с листами поликарбоната, таким образом получить горизонтальные "трубки". (Поскольку сечение таких "трубок" получится небольшим, порядка 1см**2, не следует брать большие куски поликарбоната, лучше набрать коллектор из нескольких кусков размером порядка 0.5м**2) Не следует никак прикреплять поликарбонат к подложке - он должен "стоять", опираясь на нижний край, чтоб верхний край мог свободно елозить по гладкой подложке. В случае удачи - есть шанс получить САМЫЙ легкий, тонкий и дешевый самодельный коллектор. ОСОБЫЙ ИНТЕРЕС представляет вариант когда такой коллектор используется в двухконтурной схеме, и в теплоноситель (это может быть и не вода) добавлен черный пигмент, обеспечивающий поглощение излучения по всему объему теплоносителя. Эффективность поглощения в этом случае может оказаться заметно выше, чем у черной краски, нанесенной на поверхность коллектора, при этом отсутствует тепловое сопротивление между поверхностью коллектора и теплоносителем. Короче, вариант очень перспективный, я обязательно его попробую в будущем.

6. САМЫЙ ПРОСТОЙ вариант - для ленивых, к коим отношусь я сам. Плоский стальной радиатор отопления был подобран на помойке :) При осмотре на нем обнаружены следы течи. Место течи зачищено шкуркой, затем заварено электродом, "плевком" продолжительностью 3 секунды. Примечание: риск повторной течи в этом же месте был бы недопустимо высок, если б этот радиатор использовался в качестве отопительного, подвергая постоянной угрозе соседей снизу :) Но в качестве коллектрора солнечной энергии на даче, при невысоком давлении - почему нет ? Протечет - и фиг с ним, заварим заново. Зато халява. Далее, одна сторона радиатора была выкрашена черной грунтовкой, другая сторона - серебрянкой. На крышу бани уложено 2 слоя упаковочного материала похожего на поролон (забыл название), на них уложен радиатор, черной стороной вверх, зафиксирован проволокой за трубу чтобы не сползал, И в таком виде запущен в опытную эксплуатацию :) Очевидно, что для повышения эффективности необходимо поместить радиатор в ящик со стеклом, это дело ближайшего будущего. Пока же результаты таковы: в солнечный день на широте СПб бочка около 60литров воды нагревается до температуры "терпимо, но уже горячо". (Вымылся под душем, не особо экономя, просто не лил на землю - истратил 1/3 бочки) При этом, радиатор ориентирован не очень удачно - на юго-восток, там где солнце находится примерно в 9 часов астрономического времени, угол наклона крыши - около 40 градусов. К следующему утру вода оставалась еще достаточно теплой для комфортного душа.

Тонкость для радиатора с помойки: желательно удалить внутренний слой ржавчины, для чего радиатор следует высушить, обстучать молотком по всей площади и продуть сжатым воздухом. Хотя, работать будет и так :)

7. Радиатор из п.6 был вторым, а первым был змеевик из металлопластиковой трубы 16мм, покрашенный черной краской и уложенный в зачерненный изнутри деревянный ящик, закрытый стеклом. Результат разочаровал: к вечеру вода в бочке была чуть выше температуры тела, хотя стекло ящика на ощупь было горячим. Очевидно, причиной низкой эффективности явилась низкая теплопроводность стенок металлопластиковой трубы. Вывод: металлопластиковую трубу в коллекторе использовать не стоит. "Летает, но низко-низко" (С)

Повышение эффективности коллектора

С самого начала было очевидно, что коллектор должен быть помещен в ящик под стекло; это не было сделано сразу только потому, что в теплый солнечный и безветренный день оно и так работает (а результат хотелось побыстрей) Но при снижении температуры воздуха, либо в ветренную погоду, сразу же ощущается снижение эффективности. Таким образом, назначение ящика - беспрепятственно пропускать к коллектору солнечное излучение, где оно вызовет нагрев всех черных поверхностей, и изолировать коллектор от холодного наружного воздуха. Для этого ящик должен быть без щелей, задняя и боковые стенки изнутри покрыты теплоизоляцией - пенопласт и алюминиевая фольга. Т.е., через заднюю и боковые стенки вообще ничего не должно проходить - ни тепло, ни излучение. Таким образом, основные теплопотери будут происходить через стекло, закрывающее ящик сверху.

В качестве "стекла" рассматривалось 2 варианта: оконное стекло и сотовый поликарбонат. Очевидно, что теплопроводность листа сотового поликарбоната значительно ниже, чем оконного стекла, т.е., изолирует от холодного воздуха он лучше. В то же время, "на глаз" (измерения не проводились) он отражает значительно большую часть излучения солнца, чем оконное стекло, и явно требует более "прямой" ориентации на солнце.

Как только будет время, я исследую этот вопрос подробней, но пока возникло предположение следующее: в летнее время (при относительно теплом наружном воздухе) бОльшую эффективность обеспечит оконное стекло; в осенне-весеннее время, при низких температурах воздуха, поверх оконного стекла следует устанавливать лист поликарбоната.

Для высокой эффективности коллектора существенное значение имеет его "правильная" ориентация. Немного поразмыслив над возможностью создать следящую систему, я отказался от этой идеи. Во-первых, с учетом направления движения теплоносителя в коллекторе и возможности образования воздушных пузырей, обойтись вращением по одной наклонной оси не удастся - необходимо две оси - вертикальная и горизонтальная. Конструкция обладает высокой парусностью, что предъявляет серьезные требования к механизмам вращения. Иными словами, реализация слежения за солнцем обойдется нам примерно в стоимость мопеда :) И за это мы получим всего лишь примерно двукратное увеличение поглощения излучения, по сравнению с фиксированной ориентацией на "среднее" положение солнца. Очевидно, овчинка выделки не стоит. Вместо этого можно рекомендовать: а) возможность ручного поворота на 3 фиксированных положения - утро, день, вечер; б) фиксированную установку ДВУХ одинаковых коллекторов, из которых один ориентирован на юго-восток, второй на юго-запад.

При установке двух (или более) коллекторов разной конструкции, либо различно ориентированных, их входные и выходные трубки следует объединять ближе к бочке, а не экономить на длине трубок. В противном случае, "холодный" коллектор может начать "отбирать" тепло у "горячего" и рассеивать в окружающую среду.

Двухконтурная система - "зимний вариант"

Проходит лето. Днем солнце еще достаточно яркое для нагревания воды, но начинающиеся ночные заморозки могут разрушить милый нашему сердцу коллектор, заморозив находящуюся в нем воду (бочке-то не страшно - у ней теплоемкость высокая, и теплоизоляция хорошая) Остается - слить воду из системы и ждать следующего лета ? Но потребность в теплой воде как раз выросла...

Единственный выход - "двухконтурная система". В нижнюю часть бочки помещается спираль из медной трубки, концы этой спирали подсоединяются к коллектору (добавим еще "расширительный бачок"), и этот контур заполняется незамерзающей жидкостью, в простейшем случае - тосолом. Вода в бочке будет нагреваться от контакта со спиралью, по которой циркулирует нагретый тосол. Такая система дороже "одноконтурной" и несколько менее эффективна (т.к. дополнительные потери на теплообмене между тосолом в спирали и водой), зато она может работать при отрицательных температурах воздуха! Лишь бы энергии солнечного излучения хватило на поддержание плюсовой температуры в бочке. Понятно, что за этим надо внимательно следить, чтобы вовремя слить воду, если этой если этой энергии перестанет хватать. Понятно также, что требования к качеству и толщине теплоизоляции будут значительно выше, чем для "летнего" варианта.

Проблемы, обнаруженные при эксплуатации

Двухлетний опыт эксплуатаци простейшей одноконтурной системы, с коллектором из двух плоских радиаторов отопления, выявил следующие ее недостатки (несмертельные, но неприятные) :

1. Вода, циркулирующая по железным радиаторам отопления, приобретает ржавый оттенок. К тому же, образование новой ржавчины внутри радиаторов приводит к зарастанию каналов - т.е., требуется периодическая (раз в 1-2 года) их чистка (я для этого использую сжатый воздух). А еще на одном из радиаторов образовалась новая протечка, которая была ликвидирована сваркой, но для этого пришлось радиатор снимать, сушить, ставить назад. Устранение: очевидно, эти проблемы уйдут при переходе на двухконтурную схему, с заменой воды в первом контуре на тосол.

2. В весенние и осенние месяцы, а также в пасмурные дни, вода нагревается слабо - до температуры 30-40 градусов; такая чуть теплая вода расходуется для душа значительно меньше чем вода с температурой 50-60, в результате она застаивается в накопительной бочке на 3-4 дня и в ней происходит интенсивное размножение микроорганизмов (при 50 градусах им "горячо", а 30-40 как раз для размножения комфортно) ; вода приобретает неприятный запах и, по-видимому, становится небезопасной для здоровья. Устранение: собираюсь опробовать погружение в воду нескольких пластин из технического серебра, обладающего бактерицидными свойствами. Теоретически, можно устроть обеззараживание при помощи ультрафиолета, но представляется, что овчинка не стоит выделки. Во всяком случае, следует раз в пару дней сливать неизрасходованную недогретую воду.

3. В особо жаркие июльские дни, вода способна нагеваться до температуры намного выше "расчетной" - до 80-90С. Такая температура способна вызвать деформацию пластмассовых деталей конструкции и соскакивание со штуцеров размягчившихся низкотемпературных шлангов, что может привести к ожогам находящихся внизу людей и животных. Устранение: внимание к используемым материалам, тщательный контроль креплений шлангов, либо регулярный слив перегретой воды.

4. Пенопласт, используемый для теплоизоляции, находясь в условиях повышенной влажности, под действием суточных колебаний температуры, напитывается водой. В результате, его теплоизолирующие свойства ухудшаются, что заметно снижает температуру воды в бочке. Устранение: ? пока не придумал.

(C) 2013 [email protected] Последнее изменение: Tuesday, 16-Sep-2014 20:33:30 MSK Оригинал находится здесь http://sl.spb.su/sl/se/solarheater.shtml

sl.spb.su

Солнечный водонагреватель.

На этой странице я попытаюсь объяснить как я построил небольшой и дешевый солнечный водонагреватель, основной идеей данной конструкции было использование дешевых и уже имеющихся в наличии деталей и материалов. Основной деталью водонагревателя является старый автомобильный радиатор (от кондиционера) , короб изготовлен из тонких листов нержавеющей стали, в качестве теплоизоляции использованы куски стекловаты - остатки домашнего ремонта., остатки стекла, немного силиконового герметика для изоляции швов и склейки стекла - герметик это единственная вещь на которую я потратил немного денег.Я не буду давать размеры материалов которые я использовал для строительства теплового коллектора, но расскажу как я его собирал. Как я уже упоминал - основным элементом нагревателя является автомобильный радиатор поэтому все размеры продиктованы размером радиатора, в вашем случае размеры могут  и определенно будут отличаться от моих, более того вы можете установить два радиатора соединенных последовательно в одну общую коробку.

Вся эта идея с конструкцией солнечного водонагревателя была чистой воды экспериментом и все на что я полагался так это мое воображение, более того данный водонагреватель - первый который я когда либо строил, все что я знал так это то, что короб должен быть достаточно большим и глубоким, чтобы вместить слой теплоизоляции, теплопоглощающий металлический экран, радиатор и двойное остекление.На фотографиях снизу - нарезанные листы нержавейки ( 0,7мм толщиной ) и автомобильный радиатор.

   

Короб собран при помощи  электродуговой сварки в среде аргона посредством небольших точек - единственный способ собрать что-то из тонкого металла без коробления, на фотографиях снизу: готовый короб и радиатор.

   

Для короба я использовал водостойкий силикон который обычно используют для герметизации швов в ванной и душевых.

   

Для поддержки радиатора на месте, я приварил две металлические опоры к нижней стенке теплового коллектора.

   

На фотографиях снизу: укладка теплоизоляции.

 

На фотографиях снизу вы можете видеть что для придания прочности конструкции, вдоль внутренних стенок был вварен металлический уголок, который также будет служить как опора для укладки стекла.

     

Также для повышения эффективности солнечного водонагревателя из листа тонкого металла был изготовлен теплопоглощающий экран который был установлен между слоем теплоизоляции и радиатором.

   

Теплопоглощающий экран был покрашен черной матовой краской из баллончика и оставлен на солнце для просушки и поглощения тепла :-)

 

 Испытание с одним слоем стекла.

Как вы видите - куски стекла разных размеров, это остатки от домашнего ремонта и просто были вырезаны чтобы соответствовать размеру водонагревателя, (просто не было одного большого листа) зазоры между полосками стекла и вклейка стекла в раму производились при помощи прозрачного водостойкого герметика, который позволяет солнечному светы беспрепятственно проникать в тепловой коллектор, и не допускать утекания тепла наружу.

     

   

Данный солнечный водонагреватель был задуман и полностью собран за один день, этот маленький модуль может быть установлен для нагрева воды в 200 литровой ёмкости с применением метода конвекции (естественной циркуляции) или подсоединен к постоянной подаче воды для ее сбора хотя бы в небольших количествах ( помыть руки, умыться ), хотя скорость водяного потока не высока (три, четыре таких нагревателя соединенные последовательно позволят получать до 20 литров воды в час с температурой на выходе более 40 градусов при температуре входящей воды 10градусов и температуре воздуха около 12 градусов, я не говорю об идеальных летних условиях, хотя основное условие это наличие солнца, правда даже в облачную погоду летом, водонагреватель будет поглощать тепло из окружающей среды. В моем случае при скорости водяного потока на входе около 10Л в час и температуре воды не более 10 градусов я имел на выходе воду с температурой превышающей 40 градусов Цельсия, при этом температура окружающей среды только 12 градусов. И помните что это солнечный нагреватель и лучше всего работает под прямыми лучами солнца.

Прошу обратить ваше внимание на то что данный сайт находится в процессе строительства и большая часть сайта еще не переведена с Английского языка. При отправлении емайлов прошу пользоваться Английским скриптом потому что наш емайл бокс не поддерживает Русский язык и нам приходится расшифровывать иероглифы.Данный вебсайт будет постоянно обновляться и переводиться на русский язык.

www.ferromit.com


Смотрите также