Сонячний водонагрівач своїми руками: основні конструкції

Питання економії зараз піднімається багатьма людьми, особливо тими, хто проживає в своїх будинках. Можливість не переплачувати за послуги приваблива, тому люди і шукають всілякі способи економії на гарячій воді та опаленні. Особливо це актуально в холодну пору року, коли за комунальні послуги доводиться віддавати надто багато грошей. У пошуках економії частенько люди звертаються до експлуатації сонячної енергії, тому зараз часто можна почути про те, як зробити сонячний водонагрівач.

Чому це актуально?

Пристрій дозволяє частково звільнити від функцій підігріву котел в будинку. Сонячний водонагрівач представлений у вигляді апарату, що поглинає енергію від сонця і перетворює її в теплову. Далі ця енергія передається теплоносію, а він вже рознесе її по всьому будинку. Такі пристрої дозволяють суттєво економити на опаленні, а значить, за рахунками ви станете платити в рази менше.

Що ж являє собою цей водонагрівач?

Сонячний водонагрівач – це кліматичне пристрій, що застосовується для створення гарячої води. Цей апарат активно експлуатується в водоподаючого і опалювальних системах. Головна відмінність даного пристрою від інших в тому, що воно впроваджує в роботу поновлювані, а головне, безкоштовні природні ресурси.

Варто запам’ятати! Сонячний водонагрівач дозволяє отримувати сонячну енергію навіть у похмуру погоду, тому цей апарат можна застосовувати в будь-який час року.

Це дуже зручний апарат, який дозволяє вам заощадити. Ви можете купити чи зробити сонячний водонагрівач своїми руками. Другий варіант буде більш бюджетним, ніж перший.

Як функціонує даний апарат?

Перш ніж замислюватися про те, як зробити сонячний водонагрівач своїми руками, буде потрібно детальніше розібратися з його принципом роботи.

Кожен такий апарат має два робочих вузла – це уловлювач сонячного випромінювання і акумулятор для теплообміну. Останній компонент є дуже важливим, адже саме він перетворює сонячну енергію в теплову, а вона вам і потрібна для обігрівання. Теплова енергія після передається теплоносію, а в більшості випадків цю роль виконує звичайна вода.

Які типи апаратів існують?

Сонячні теплові колектори діляться:

• на високотемпературні (вода нагрівається від вісімдесяти градусів Цельсія);
• середньотемпературні (прогрівається рідину до вісімдесяти градусів Цельсія);
• низькотемпературні (вода прогрівається до п’ятдесяти градусів Цельсія).

Сонячні водонагрівачі діляться по конструкції:

• на вакуумні;
• інтегровані накопичувальні;
• плоскі.

Накопичувальний апарат ще іменують термосифонним колектором. Такі пристрої вміють не тільки нагрівати воду, але і підтримують її температурні показники на встановленому рівні. Цей варіант вважається найбільш економічним, тому як він не використовує насоси. Конструктивно такий апарат складається з двох ємностей з рідиною, що знаходиться в теплоізоляційному корпусі зі скляною кришкою, через яку надходить сонячне світло і здійснюється нагрівання води. Апарат простий у виготовленні і обігу, до того ж він недорогий, правда, в зимовий час його застосовувати не вийде.

Плоский апарат являє собою корпус з теплообмінником. Зазвичай конструкцію виготовляють для домашніх цілей. Корпус при цьому закривається полікарбонатом або склом, теплообмінник забарвлюється в чорний колір, як і всі його деталі. Такі апарати частенько використовуються для підігріву води в басейні, на дачі або ж в якості додаткової конструкції для опалення будинку.

Найбільша ефективність у вакуумних апаратів, і у них конструкція нагадує термос. Труби вставлені один в одного, простір між ними заповнений вакуумом, а це ще і відмінний теплоізолятор. Теплоносієм є вода, вона може бути спрямована на опалення будинку, а також і для технічних потреб. Варто відзначити, що така вода не використовується для миття, вона просто йде в бойлер, який нагріває воду, що циркулює в іншому контурі.

Активно використовується сонячний водонагрівач для басейну, адже це дозволяє добре заощадити на прогріві води. Апарати при цьому не вживають ніякого палива і викидів у навколишнє середовище немає, а ефективність пристроїв може досягати позначки вісімдесяти відсотків.

За типом носія апарати діляться на наступні:

Рідинні. Теплоносієм виступає вода або антифриз. Виконується виріб з різних теплообмінників.

Повітряні. Це бюджетний варіант виробу, проте він працює тільки до тих пір, поки на вулиці температура не нижче десяти градусів Цельсія. Такі апарати не протікають і не промерзають. Ще такі пристрої застосовуються для сушіння врожаю.

Цікавий факт: на території Росії вироблення сонячної енергії з весни і до середини осені дорівнює приблизно п’яти кіловата на квадратний метр. Такий обсяг енергії дозволяє без ускладнень прогрівати приблизно сто літрів води у водонагрівачі, площа якого складає 4 квадратних метри.

Бажаєте прогрівати воду цілий рік? Тоді вам потрібно буде використовувати на практиці сонячні водонагрівачі для дому куди більшої площі, а краще всього ще й взяти вакуумний апарат. В такому випадку ви зможете отримувати прогріту воду цілий рік, ви знімете основне навантаження з котла і зменшите споживання енергоресурсів.

Скільки коштує готовий апарат?

Багато постачальники будуть раді вам запропонувати гарні сонячні водонагрівачі для дому. Ціновий діапазон приладів дуже широкий, починаючи від п’яти тисяч рублів і закінчуючи ста п’ятдесятьма тисячами рублів. Все залежить від комплектації та ефективності. Великим попитом користуються китайські моделі, адже вони недорогі та продуктивні.

Можна не купувати апарат, а зробити його?

Існує спосіб обзавестися сонячним водонагрівачем без особливих витрат. Ви вже напевно знаєте, що купівля пристрої заводського виробництва – ідея не з бюджетних. Однак забезпечити будинок гарячою водою можна, просто потрібно застосувати альтернативне рішення – використовувати саморобний сонячний водонагрівач. Існує маса різних варіантів його створення: можна використовувати скляні і сталеві трубки, стільниковий полікарбонат, радіатори, навіть пивні банки. Простіше всього в роботі використовувати змійовик холодильника, але вам також знадобляться й інші компоненти. Щоб розібратися в цьому питанні, потрібно детальніше розглянути конструкцію сонячного водонагрівача опалення та принцип його дії.

Детальніше про плоскому водонагрівачі

Чому саме плоский бойлер? Все із-за того, що люди найчастіше, встановлюючи сонячний водонагрівач для дачі або будинку, використовують саме цей вид для нагріву води. У таких апаратах теплоприемник, представлений у вигляді металевої пластини з мідним змійовиком, розташовується в корпусі. Корпус може бути створений як з металу, так і з дерева, значення це не має. Буває, що теплоприемник створюють не з металевого полотна, а з бляшаного профілю. Замість мідного змійовика ще можна застосовувати чорні труби або ПВХ. Варто сказати, що такі системи менш продуктивні, однак для домашніх цілей вони цілком згодяться.

Теплоприемник фарбують у чорний відтінок, а між ним і задньою стіною нагрівача ще укладають теплоізоляцію. У верхній частині нагрівач накривається полікарбонатом, або ж при бажанні його можна замінити на міцне скло.

Приймач перетворює сонячну енергію в теплову і передає її води або антифризу.

Варто запам’ятати! Скляне або полікарбонатне покриття потрібно в обов’язковому порядку, тому що це захист для теплообмінника від зовнішніх подразників. Одночасно з цим скло, як і полікарбонат, буде пропускати сонячне світло, а значить, його потрібно періодично чистити від пилу і бруду.

Всі шви між склом і корпусом потрібно надійно герметизувати, адже від цього безпосередньо залежить працездатність колектора. Якщо цього не зробити, то тепло стане випаровуватися через щілини, а такі сонячні водонагрівачі для опалення будинку не дуже-то будуть ефективними. Щоб ще більше зберегти тепла, потрібно провести теплоізоляцію задньої стінки корпусу.

Плоскі водонагрівачі приваблюють тим, що їх нескладно зробити і привабливим співвідношенням “ціна/якість”. Однак такий прилад підійде для тих регіонів, де присутня висока інсоляція круглий рік. Також ефективними будуть такі пристроїв в літній період в середній смузі РФ. У зимовий час продуктивність такого апарату помітно знижується із-за серйозних втрат тепла через елементи корпусу.

Які матеріали знадобляться для створення водонагрівача і скільки це коштує приблизно?

Вам потрібно приготувати наступні матеріали:

Місткість, обсяг якої становить двісті-триста літрів. За ціною це від чотирьох тисяч до дванадцяти тисяч рублів.

Скло в два-три квадратних метри і рама для нього. За ціною це тисяча рублів і п’ятсот рублів відповідно.

Оцинковане залізо для профілю і фарбування в чорний колір. Це обійдеться приблизно в чотириста рублів.

Дошки для створення корпусу, товщина яких не менше двадцяти п’яти міліметрів, а ширина – сто, сто двадцять, сто сорок міліметрів. Вартість однієї метрової такої дошки – триста рублів.

Труби для радіатора. Вартість залежить безпосередньо від того, який матеріал ви оберете.

Теплоізоляційний матеріал. Одна упаковка коштує приблизно сімсот рублів.

На дно ви можете покласти ДСП або ж оргаліт, щоб знизити кінцеву навантаження. Це обійдеться вам в триста рублів.

Кріплення для корпусу: цвяхи, різні саморізи, куточки для з’єднання.

Кінцева вартість безпосередньо залежатиме від того, яких розмірів ви станете дотримуватися. Тепер поговоримо про виготовлення основної конструкції сонячного водонагрівача.

Приступаємо до виготовлення апарату

Спочатку потрібно створити короб. Крім стінок необхідно ще створити розпірки з бруса, дощок, щоб підсилити конструкцію. Днище створюється з оргаліту або ДСП, далі потрібно укласти теплоізоляційний шар. Ви можете в роботі застосовувати мінеральну вату, пінополістирол або інші подібні матеріали. Наверх потрібно додатково укласти бляшане полотнище, після монтується теплоприемник, і він прикріплюється до короба. Перед монтажем всі деталі потрібно пофарбувати в чорний відтінок, бажано вибирати чорну матову фарбу. Фарбу при цьому вибирайте теплостойкую. Також потрібно фарбувати додатково всі місця з’єднання, бляшане полотнище, радіатор і так далі.

Тепер потрібно облаштувати резервуар для води. Його встановлюйте у велику ємність, а також виконуйте ще ізоляцію. Як це зробити? Між стінками необхідно засипати якийсь теплоізоляційний шар, до резервуару потрібно буде прикріпити ще водяну камеру з поплавцем. Принцип дії такий самий, як і в унитазном бачку. Конструкція зазвичай розміщується на горищі, під дахом, і не забудьте встановити накопичувач.

Водяну камеру розташовувати при цьому необхідно на метр вище, ніж накопичувальний резервуар. Сонячний водонагрівач встановлюється на даху будинку, найкраще з південної сторони або ж просто в сонячній зоні. Якщо ви встановите апарат прямо на ділянці труби, які будуть вести до нього, потрібно позначити в теплоізоляцію.

Тепер потрібно провести з’єднання всього в єдину систему, а робиться це за допомогою труб. Після підключається водопостачання. Бажано ще, щоб в апараті було розміщено як можна більше труб. Найкраще постаратися і вмістити хоча б десять-дванадцять. Заповнення системи здійснюється з нижньої області, а саме з радіатора, це дозволить вам уникнути повітряних пробок. Після наповнення системи водою з камери потече рідина через дренажну трубку.

При цьому вам потрібно заповнити резервуар, а вода стане циркулювати і прогріватися. Нагріта рідина почне витісняти холодну і буде підніматися вгору. Як результат, холодна вода стане надходити в теплоприемник. Як тільки в камері спрацює поплавковий клапан, холодна вода знову відійде вниз. Ось так і буде відбуватися циркуляція і не буде ніякого змішування рідини з різними температурними показниками. У нічний час краще всього накопичувач перекривати, щоб ви уникли теплових втрат.

Деякі рекомендації щодо монтажу споруди апарату

Неважливо, у вас вакуумний сонячний водонагрівач або будь-якій іншій, важливо, щоб апарат відповідав всім споживчим параметрами, тому рекомендується дотримуватися таких порад:

У нижній області теплообмінників краще всього встановити дренажні вентилі, щоб повітря могло стравлювати.

Гідросистема повинна мати вентиль, що виключає циркуляцію теплоносія. Якщо відбувається різке зниження температурних показників, то вентиль варто перекрити.

Колектори можна ввести в цілісну гідравлічну мережу, якщо у вас є необхідність у поліпшенні показників радіатора.

Щоб отримати потрібну температуру води, потрібно застосовувати змішувачі для підведення підігрітої води.

Теплоізолірованіе повинно бути надійним!

Як бачите, створити апарат самотужки можна, головне – набратися терпіння, запастися усіма матеріалами і приступити до конструювання. Кожна людина може створити цей водонагрівач для дому, потрібно лише трохи постаратися.