Як зробити сонячний водонагрівач своїми руками
Сонячний водонагрівач (бойлер, колектор) - це незамінний помічник в домашньому і дачному господарстві. Сонячний водонагрівач підходящої конструкції і розміру може забезпечувати теплою водою родину з кількох людей. Якщо на вашій дачі ще немає газу і електрики і нагрів води представляє деяку складність, ви можете зробити сонячний водонагрівач своїми руками, потужності якого буде достатньо для душу та миття посуду.
Схема підключення сонячного колектора.
Щоб досягти максимального ефекту і збільшити площу поглинання сонячного світла, на теплообмінник необхідно надіти спеціальні вставки з теплопровідного матеріалу, пофарбовані жаростійкої фарбою чорного кольору. Дані вставки щільно прилягають до теплообмінника і займають всю площу короба. Зверху короб покривається склом і герметизується. Герметизації піддаються вхід і вихід теплообмінника.
Підготовка матеріалів для роботи
Сонячний нагрівач води працює за наступним принципом: сонячні промені проходять через скло, після потрапляють на абсорбер, розігрівають його. Завдяки дуже високій теплопровідності матеріалу теплова енергія передається від пластин трубках теплообмінника, а потім воді, яка циркулює по ньому.
Процес створення сонячного водонагрівача своїми руками складається з декількох етапів. Перш за все потрібно підготувати інструменти і матеріали, які допоможуть вам зробити сонячний бойлер:
Схема повітряного сонячного колектора.
- мінеральна вата;
- брус;
- труби 20;
- Скло;
- квадратна труба 20;
- профіль;
- куточок;
- ущільнювачі для скла;
- листи металу;
- бак;
- фітинги;
- матова термостійкий фарба чорного кольору;
- труба з хорошою теплопровідністю для виготовлення змійовика;
- труби для підведення води;
- лист вологостійкої фанери;
- трубна ізоляція;
- саморізи;
- дюбелі;
- дриль;
- зварювальний апарат.
Саморобний сонячний водонагрівач можна самостійно зробити і з успіхом використовувати в помірному кліматичному поясі.
Так, наприклад, для більшості територій країн СНД сонячний водонагрівач, створений своїми руками, має ККД до 55%, що є досить високим показником (професійний сонячний водонагрівач має ККД 70-80%). Одержуваної потужності цілком вистачить для підігріву води для басейну, душа, миття посуду та інших технічних потреб. А якщо на вашій ділянці немає газу або електрики, тоді сонячний водонагрівач, який можна зробити своїми руками, стане подвійно прекрасним рішенням.
Виготовлення теплообмінника для сонячного водонагрівача своїми руками
Схема гелеоустановкі нагріву води.
Теплообмінник є серцем будь-якого сонячного бойлера для будинку. Саме в теплообміннику здійснюється циркуляція і нагрів рідини. Як правило, дане пристосування складається з 2 виходів: для введення холодної води і для виведення підігрітою рідини.
Своїми руками можна виготовити 2 варіанти теплообмінників: у вигляді змійовика або у вигляді решітки. Основний матеріал теплообмінника - це трубка. Для виготовлення змійовика слід використовувати 1 трубку на всю довжину теплообмінника. При створенні решітки досить використовувати кілька відрізків труб відповідної довжини, проте додатково доведеться купити фітинги.
Наприклад, при виготовленні колектора своїми руками використовується 7 вертикальних трубок і 14 трубок невеликої довжини, необхідних для складання горизонтальних труб. Для зєднання необхідно буде підготувати 12 трійників і 2 відводу, які будуть використовуватися для зєднання заглушених кутів.
Основним аргументом для вибору 1 з 2 доступних варіантів є матеріал, з якого він буде виконаний, тому що далеко не будь-який матеріал можна зігнути у вигляді змійовика своїми руками без використання додаткового обладнання. В процесі вибору матеріалу необхідно спиратися на 2 головні критерії: теплопровідність матеріалу і його вартість. Так, чим вище буде теплопровідність матеріалу, тим більше гарячої води ви зможете отримати. Найвища теплопровідність, якщо розглядати матеріали, з якими можна працювати своїми руками, у мідної трубки (384 Вт / м * С). Для порівняння поліпропіленова труба може похвалитися теплопровідністю всього лише в 0,23 Вт / м * С, а металопластикова труба в 2 рази більше - 0,43. Зшитий поліетилен може прийняти 0,32 Вт / м * С.
Виготовлення абсорбера для колектора своїми руками
Схема пристрою плати абсорбера.
Основним елементом конструкції, без якого сонячний водонагрівач просто не буде працювати, є теплообмінник. Сонячні промені потрапляють на нього і нагрівають знаходиться всередині воду. Однак проблема в тому, що теплообмінник становить лише невелику частку площі сонячного водонагрівача.
Наприклад, ви створили сонячний бойлер площею 1 кв.м. У нього ви встановили ґрати, яка складається з 7 вертикальних труб і 2 горизонтальних труб довжиною 90 см і 100 см відповідно. Діаметр використаних труб становить 12 мм. Шляхом нескладних обчислень буде отримана загальна площа теплообмінника, що контактує з сонцем, яка в цьому випадку становить 0,1 кв.м. Звідси висновок, що теплообмінник займає лише 10% від сумарної площі колектора. Отже, 90% сонячних променів на решітку теплообмінника не потрапляють. Для збільшення площі, на яку потрапляють сонячні промені, на трубки теплообмінника прикріплюються спеціальні пластини. Саме вони і будуть виступати в ролі абсорбера.
Абсорбер є пластини, виготовлені з тонкого металу, які примикають до трубок теплообмінника. Дані пластини вловлюють сонячну енергію і перетворюють її в теплоту. Далі ця теплота передається теплообміннику і рідини, що циркулює всередині нього.
Функції абсорбера міг би виконувати і сам мідний теплообмінник, проте площа впливу променів сонця на нього мала, а пластини дозволяють істотно збільшити площу впливу сонця і підвищити ККД всієї установки. Пластини повинні бути виготовлені так, щоб вони покривали всю площу сонячного водонагрівача.
Виготовлення короба для бойлера своїми руками
Однак сонячний бойлер - це не тільки абсорбер. Тепло, що отримується установкою, необхідно ще й утримати, адже нагрів теплоносія здійснюється не тільки за рахунок його нагрівання прямим сонячним світлом, але і за рахунок т.зв. парникового ефекту. Рама сонячного водонагрівача зазвичай виконується з алюмінію або деревяного бруса. Висота рами повинна бути не менше 7 см. Дно колектора виготовляється з вологостійкої фанери. Як утеплювач можна використовувати мінеральну вату або полістирол товщиною від 10 мм.
Монтаж сонячного водонагрівача
Схема інтеграції сонячних колекторів в систему опалення.
За розмірами теплообмінника з фанери виготовляється підкладка, на якій буде кріпитися теплообмінник і абсорбер. Спочатку до підкладки кріпиться теплообмінник. Після цього за допомогою спеціального меблевого скотчу кріпляться абсорбери. Зверніть увагу, що пластини повинні максимально щільно прилягати до теплообмінника.
Для досягнення кращого ефекту потрібно використовувати термопасту. Тонким шаром термопасти проведіть по решітці, після чого притисніть абсорбером. Зверніть увагу на те, що теплопровідність даної пасти нижче, ніж теплопровідність, що досягається прямим контактом.
Теплообмінник встановлюється на підкладці, після чого починається монтаж абсорберов. Решітка стягується з фанерою струбцинами. Це забезпечить її надійну фіксацію. Алюмінієві листи з внутрішньої сторони промазиваются силіконом, що дозволить підвищити теплопередачу і запобіжить гальванічну корозію.
Після цього абсорбер фарбується матовою чорною фарбою для підвищення ефекту. Після висихання конструкцію встановлюють в теплоизолированную раму і покривають полікарбонатом або склом.
Сонячний водонагрівач з старого холодильника
Сонячний водонагрівач ви можете зробити своїми руками і з старого холодильника. З задньої частини холодильника демонтується змійовик.
Для каркаса можуть використовуватися рейки, а в якості основи для саморобного сонячного бойлера - старий килимок або гумова підстилка. Розберіть стару віконну раму і підберіть відповідне за розміром скло (найкраще товщиною від 3-4 мм).
З деревяних рейок виготовляється рама (каркас колектора) відповідно до розмірів змійовика. У рамі створюються отвори під висновок труб теплоносія.
Для забезпечення просторової жорсткості рами колектора та для кріплення прокладки використовуються додаткові рейки. Захист ємності колектора сонячного бойлера від інфільтрації холодного повітря забезпечується шляхом герметизації всіх зєднань. Для цього підходить звичайна клейка стрічка, за допомогою якої закриваються всі щілини.
Далі, за допомогою звичайної пластикової труби, теплоносій (вода) підводиться безпосередньо до змійовика. Діаметр труби при використанні змійовика від холодильника буде малуватий, що позначається на продуктивності водонагрівача, однак, беручи до уваги низьку трудомісткість і собівартість виготовлення подібної нагрівальної системи, підвищити потужність установки можна, якщо зробити і встановити кілька таких колекторів.
Змійовик закріплюється на деякій відстані від фольги. Для фіксації можна використовувати кріплення зі старого холодильника.
Сонячний водонагрівач з старого холодильника майже готовий. Останнім етапом його виготовлення буде монтаж, закріплення і герметизація скла (захисної поверхні) колектора. Для закріплення однієї тільки клейкої стрічки недостатньо, тому що при нагріванні її адгезія помітно знижується. Тому використовуйте саморізи або хомути.
