Виды солнечных нагревателей и их устройство

Для начала, давайте, разберёмся с принципом работы солнечных водонагревателей. Функционирование такого устройства рассмотрим на примере фабричной модели вакуумного водонагревателя. Он без проблем подогревает воду зимой. Производительность зимой, конечно, ниже, чем в летнее время. Конструкция водонагревателя – это батарея, которая представляет собой несколько стеклянных трубок из кварцевого стекла. В каждой такой трубочке находится медная трубка, выкрашенная в чёрный цвет. В этих внутренних трубочках находится теплоноситель. В стеклянных трубках создан вакуум для того, чтобы не было потерь тепла из внутреннего контура. Кроме того, вакуум защищает батарею от воздействия окружающей среды. Все трубки соединяются с горизонтальным коллектором, по которому циркулирует теплоноситель. Вакуумные трубки поглощают солнечную энергию и отдают его воде.

Принцип работы солнечного водонагревателя
Функционирует эта система следующим образом:

• Рабочая жидкость (в роли жидкости необязательно должна быть вода) под действием солнечных лучей испаряется, и пар поднимается в верхнюю часть стеклянной колбы;
• Пар контактирует через стенку с водой, которая циркулирует по коллектору. Пар отдаёт тепловую энергию, охлаждается и снова превращается в жидкость;
• Под действием силы тяжести, жидкость стекает вниз и так цикл замыкается;
• Коллектор водонагревателя соединяется с помощью трубопроводов с бойлером косвенного нагрева. Там уже подогревается вода, которая циркулирует в контуре отопления или водоснабжения. Теплоноситель циркулирует с помощью насоса.

Кварцевое стекло, из которого сделаны вакуумные трубки, пропускают ультрафиолетовые волны. Обычное стекло их задерживает. Благодаря пропусканию ультрафиолета солнечная энергия поглощается, когда пасмурно и в зимнее время года. Такую конструкцию в домашних условиях изготовить очень сложно.

Существуют водонагреватели с менее сложным принципом работы. В безнапорных водонагревателях передача тепловой энергии идёт без посредника. Обычно в их конструкции присутствует змеевик (медь, алюминий) на металлической подложке или без неё. Задняя стенка корпуса выкладывается теплоизолирующим материалов. Змеевик посредством трубопроводов соединён с накопительным баком. Змеевик и пластина (ещё называемая абсорбером) выкрашены в чёрный цвет для лучшего поглощения солнечных лучей. Сверху корпус накрыт стеклом, поликарбонатом и т. п. А также проведена тщательная изоляция, чтобы не попадали осадки, грязь, пыль.

Такой упрощённый водонагреватель эффективно работает только в ясную погоду. Но благодаря простоте конструкции такие водонагреватели чаще всего делают своими руками. Кроме того, есть ещё один вариант получить водонагреватель на бесплатной солнечной энергии. Устанавливаются солнечные батареи, которые вырабатывают электричество. А на этом электричестве работает обычный водонагреватель. Такая система тоже может работать круглый год.

Типы солнечных коллекторов

Солнечные нагреватели воды для отопления дома делятся на две группы: по методу нагрева и способу хранения источника тепла. В первом случае применяется встроенная емкость теплоаккумулятор. Во втором – осуществляется подключение к выносному накопительскому баку, устанавливаемому рядом с коллектором или внутри здания. При выборе отопительного солнечного бойлера нужно обратить внимание на вид емкость аккумуляторов солнечной тепловой энергии, так как отличия конструкции и оборудования сказываются на особенностях использования и технических свойствах.

Коллекторы со встроенной емкостью

Моноблочные солнечные коллекторы созданы для работы весной и осенью. Зимой устройство выключают и сливают теплоноситель. Коллекторы со встроенной емкостью легче монтировать и обслужить. Для применения необходимо подсоединить солнечный водонагреватель к системе подаче горячей воды или точке водозабора. Вода нагревается следующим образом:

• абсорбер ловит солнечные лучи;
• полученная энергия попадает в змеевик, находящийся в встроенной емкости теплоаккумуляторе;
• выполняется передача тепла от нагретого теплоносителя воде, которую потом используют для бытовых нужд.

Схема работы солнечного коллектора

В некоторых теплоносителях используется встроенный ТЭН, нужный тогда, если солнечный коллектор не смог снабдить нужным объемом горячей воды. Недогрев наблюдается в случае плохой и холодной погоды. Солнечный коллектор в нормальных условиях нагревает воду до 200 литров в день. Устройства со встроенной емкостью функционирует без давления с использованием естественной водоциркуляции.

Рекомендуем: Как установить солнечное отопление теплицы своими руками?

Термосифонные обогреватели солнечные монтируются в высшей точке ГВС для получения нужного напора воды при открытом кране водоснабжения. Емкости способны выдержать давление не больше 0,2 атм. После подогрева воды она самостоятельно стекает к месту водоразбора. Солнечный водонагреватель со встроенной емкостью имеет несколько преимуществ:

• вода нагревается в солнечную погоду за 3 часа;
• получение необходимости в ГВС от трех человек и больше, все зависит от площади абсорбирующей поверхности;
• легкая установка;
• низкая стоимость.

Метод термосифона активно применяется в ГВС с солнечными установками. Водонагреватель функционирует на естественной конвекции, когда подогретая жидкость передвигается вверх, а остывшая – вниз. Главным условием для термосифонной схемы ГВС является расположение чаши для воды выше коллектора.

Солнечные водонагреватели с выносной емкостью

Солнечный водонагреватель, который подключается к отдельной емкости теплонакопителя, относится к группе водонагревателей для использования круглый год. Подогрев воды осуществляется в любое время года при условии, что всегда будет светить солнца и температура воздуха не будет ниже -50 градусов. Для подогрева воды применяется наружный бойлер косвенного нагрева, который находится в удаленной местности от теплоносителя. В качестве последнего применяется антифриз. Подогрев ГВС коллектором с выносной емкостью выполняется следующим образом:

• абсорбер накапливает тепло и передает водному теплоносителю;
• под давление антифриз попадает в теплообменник емкости накопителя;
• при движении через змеевик емкости теплоноситель греет воду.

Система отопления солнечной энергией

Для получения хорошей работы солнечный водонагреватель с выносной емкостью подсоединяется к насосной группе. Циркуляция теплоносителя выполняется вынужденно. Процесс и скорость подогрева и давление регулируются автоматической системой. Основным преимуществом таких установок является круглогодичное использование.

Единственным минусом является подсоединение дорогого оборудования, нужного для хорошей работы солнечной установки. Оборудование, функционирующее под давлением, имеет еще один недостаток: при отключении электричества насосы прекращают работать, что способствует перегреву теплоносителя и отрицательно отражается на работе гелиоколлектора.

Рекомендуем: Плюсы и минусы солнечных панелей для отопления дома

Первые в истории солнечные водонагреватели

Впервые водонагреватель, работающий от солнечной энергии, был разработан ещё в 1767 году. Его придумал обычный житель Швейцарии ─ Орас Бнедикт де Соссюр. В своём изобретении он смог добиться просто закипания воды. Но тогда это уже было успехом. И швейцарский изобретатель стал продавать свои водонагреватели.

Орас Бнедикт де Соссюр
В 1953 году в Израиле прибор был усовершенствован. Учёный Цви Тавор даже получил за это премию от премьер-министра страны. Эта незатейливая технология нагрева воды всё также популярна и в наш век.

Разновидности солнечных водонагревателей

Теперь поговорим о разновидностях солнечных водонагревателей. Они классифицируются по различным конструктивным особенностям.

К примеру, по типу циркуляции теплоносителя различают следующие водонагреватели:

• С естественной циркуляцией;
• С принудительной.

В первом случае вода циркулирует благодаря своим физическим свойствам. При нагреве она увеличивается в объёме, плотность у неё снижается. В результате жидкость по трубкам поднимается вверх, а на её место поступает холодная вода. Для прохождения естественной циркуляции резервуар должен находиться сверху коллектора, а это не всегда удобно.

Во втором случае накопительный резервуар устанавливается в подвальном помещении, а принудительная циркуляция обеспечивается специальными насосами. При такой организации роль теплоносителя может выполнять масло. Оно очень хорошо справляется с этой функцией.

Водонагреватели можно классифицировать по конструкции коллектора:

• Вакуумные. Теплоноситель находится в трубке, которая запаяна в вакуумной колбе. Эта колба выполнена из кварцевого стекла пропускающего солнечное тепло, а также ультрафиолет. Это очень эффективные конструкции, где потери тепла минимальны. Если в качестве теплоносителя используется вода, то нагрев происходит до кипения. Если там будет масло, то его можно разогреть до 200─300 градусов. Практически все вакуумные водонагреватели фабричные и стоят довольно дорого;
• Панельные. Конструкция самая простая. Коллектор выкрашен в чёрный цвет, помещён в корпус с теплоизоляцией и герметично закрыт стеклом, пластиком, поликарбонатом и т. п. Эффективность оставляет желать лучшего. Это объясняется тем, что жидкость теряет некоторую часть тепла при прохождении коллектор. Эти потери обычно весьма ощутимы. Панельные солнечные водонагреватели хорошо подходят для регионов, где высокая солнечная инсоляция.

Солнечный водонагреватель с замкнутым контуром

Кроме того, водонагреватели можно классифицировать по типу контура:

• Разомкнутый контур. Такая конструкция используется при организации подачи горячей воды в жилой дом. В роли теплоносителя выступает вода, которая после нагрева уже не попадает обратно в коллектор. Она расходуется на бытовые нужды;
• Один замкнутый контур. Применяется при отоплении жилого дома. В этом случае теплоноситель из водонагревателя подмешивается к другой жидкости (возможно, не вода), которая была нагрета в основном котле. В замкнутом контуре теплоноситель после нагрева проходит систему отопления и снова возвращается в коллектор;
• Два замкнутых контура. Такие водонагреватели являются универсальными и самыми эффективными. Такую систему можно использовать для выработки горячей воды или отопления круглый год. Нагревшись в коллекторе, теплоноситель идёт в теплообменник и передаёт тепло во второй контур. И уже теплоноситель в этом втором контуре расходуется в качестве горячей воды или для отопления дома.

Теплоноситель также может быть различным. Чаще всего используются вода, антифриз, масло. Можно ещё подразделить водонагреватели по общему принципу работы на пассивные и активные системы.

• Пассивный. Абсорбция и накопление энергии происходят сами собой без всяких механизмов контроля. Подобные системы просты и не требуют серьёзных вложений. За это приходится расплачиваться неравномерной работой и скачками мощности. Примером может служить бак над летним душем, который выкрашен в чёрный цвет. Обычно так работают системы с одним контуром. Здесь приёмный бак должен находиться над коллектором;
• Активный. Здесь нет минусов пассивного водонагревателя. Здесь солнечная энергия преобразуется в тепловую и периодически передаётся в накопительную ёмкость, бойлер или напрямую потребителям. Стабильная работа достигается благодаря системе принудительной циркуляции. Эта схема работает в системах с одним и двумя контурами. В таких системах часто можно видеть насосы, панели, измерительные приборы и т. п.

Как собрать солнечный водонагреватель для дома своими руками?

Преимущество солнечных водонагревателей в том, что их довольно просто изготовить своими руками без специальной подготовки. Итак, 18 шагов необходимых для самостоятельной сборки солнечного коллектора:

• Изготавливаем решетку из параллельных металлических труб (10-15 мм диаметром), скрепленных двумя поперечными трубами (диаметром не менее 20 мм). Для соединения, просверливаем отверстия в более широких трубах (по диаметру узких параллельных труб)
• Привариваем к раме абсорбер – металлический лист. Для лучшей теплопередачи, нужно максимально плотнее прижать металлический лист к раме (приварить все участки соединения)
• Покрываем абсорбер черной теплостойкой краской. Дожидаемся полного высыхания.
• Изготавливаем деревянную раму высотой около 100-150 мм. Ширина и длина рамы рассчитываются по размерам абсорбера.
• Размещаем абсорбер внутри деревянной рамы.
• Накрываем раму обычным оконным стеклом (от 4 мм толщиной). Можно использовать и стеклопакеты. При этом вырастет эффективность водонагревателя, но и существенно увеличится его общая масса и стоимость проекта.
• Обрабатываем раму антисептиком и красим краской (желательно стойкой к влажности, для защиты от атмосферных осадков).
• Просверливаем отверстия в раме, чтобы холодный и горячий теплоноситель могли попадать в металлическую раму абсорбера.
• Тыльную часть конструкции (под абсорбером) покрываем теплоизоляционным материалом. Рекомендуется использовать мин. вату. важно чтобы изоляционный материал был способен выдержать температуры до 200 градусов.
• Покрываем нижнюю часть рамы фанерой или досками. Главное гарантировать что влага не будет проникать в водонагреватель.
• Прибиваем планки для крепления стекла (во внутренней стороне рамы).
• Прикрепляем уплотнитель, вставляем стекло и еще один уплотнитель на стекло. Все это прикрепляется при помощи оцинкованной жести.
• Все щели конструкции заполняются силиконом, для уменьшения тепло потерь.
• Находим емкость-аккумулятор. Это может быть старый бойлер, металлические бочки… главное помнить, емкость должна выдерживать давление воды в системе (несколько атмосфер).
• В баке делается 4 отверстия. Два для теплообменника. Одно для попадания в бак холодной воды (в нижней части бака) и одно для вывода горячей воды (в верхней части).
• Размещаем в баке спиралевидный теплообменник (из меди или нержавеющей стали).
• Проводим соединение коллектора и емкости-аккумулятора. Для этого можно использовать пластиковые или металлопластиковые трубы (для предотвращения тепло потерь, хорошо изолируем систему).
• В верхней точке системы, присоединяем расширительный бачок (для регулирования давления в системе).

Одной из разновидностей солнечных водонагревателей, являются вакуумные солнечные водонагреватели. Они гораздо эффективнее чем обычные. Вакуумная среда внутри коллектора позволяет увеличить его эффективность на 80%.

Мы надеемся, что наша статья была полезной для вас и поможет вам в построении солнечного водонагревателя своими руками.

Сферы применения и требования к установке

Итак, где применяются солнечные водонагреватели?

• Горячее водоснабжение частного дома;
• Отопление;
• Подогрев воды для дачных бассейнов;
• Горячая вода для нужд сельского хозяйства и промышленности.

Солнечный водонагреватель для отопления дома

Рекомендации по установке важно учитывать, поскольку от этого целиком и полностью будет зависеть эффективность работы водонагревателя. Перечислим некоторые рекомендации специалистов:

• Местом монтажа могут служить крыша дома, фасад, балкон;
• Панель водонагревателя обязательно должна смотреть на юг;
• При установке панели следует сделать угол наклона, равный широте вашего региона;
• Поскольку водонагреватель постоянно принимает солнечную энергию, при небольшом потреблении воды может образоваться застой, где теплоноситель вполне может нагреться до 300 градусов. Поэтому запрещено использовать трубы из пластмассы и оцинкованного железа. Лучше всего выполнять змеевик из меди или нержавейки;
• Обязательно нужно сделать изоляцию нагревающихся элементов водонагревателя, чтобы случайно не обжечься;
• При выборе крепежа и изоляции также следует учитывать возможность застоя теплоносителя и его сильный разогрев. То есть, материалы лучше выбирать с запасом прочности. Многие солидные производители температуру застоя пишут в спецификациях или на корпусе устройства. Ориентируйтесь на это значение;
• Панели солнечного водонагревателя должны располагаться на открытом месте с максимальным освещением солнцем. Вокруг не должно быть никаких высоких предметов, отбрасывающих тень;
• Для увеличения эффективности водонагревателя нужно проводить его крепёж на специальном стеллаже, если такую схему установки предлагает производитель;
• При установке каждый вид нагревателя может иметь свои особенности. Тут нужно ориентироваться на рекомендации производителя.

Интегрированная система (с тепловыми трубками).

Особенности

— Средняя эффективность в течении дня превышает 50%. — Быстрый ввод в работу; перенос тепла в тепловых трубках производится только в одном направлении. — Система рассчитана на давление воды в 6 бар, что позволяет ей работать напрямую с городской системой водоснабжения. — Отсутствие нагреваемой воды в вакуумной трубе обеспечивает сохранение работоспособности водонагревателя в случае повреждения отдельных труб. — Полиуритановая пена обеспечивает высокоэффективную изоляцию накопительного бака. — Простая конструкция обеспечивает легкую сборку и установку всей системы; модульная конструкция позволяет создавать системы различной тепловой мощности. — Солнечный водонагреватель может работать круглый год даже в холодной климатической зоне. — Возможна установка дополнительного электронагревателя. — Срок службы солнечного коллектора (водонагревателя) превышает 15 лет.

Технические характеристики солнечных коллекторов Weswen

Технические параметры: Накопительный бак состоит из: — внешняя оболочка: сталь толщиной 0,4мм — накопительный бак: SUS304 толщиной 1,5мм — полиуретановая изоляция 50мм Рабочее давление: 6 бар. Эффективность: ≥55% (зимой ≥42%). Рабочая температура: 60°C

-35°C. Тип вакуумных труб: 58мм*1800мм. Срок службы: 15 лет. Сечение входа/выхода：3/4″.

Модель	Тип трубы	Тепловая трубка	Поверхность активного нагрева абсорбера, м2	Угол наклона	Емкость бака, л
солнечный водонагреватель WUAC-100H	∅58мм*1800мм*10шт.	Да	1,47	45°/38°/25°	80
солнечный водонагреватель WUAC-120H	∅58мм*1800мм*12шт.	Да	1,764	45°/38°/25°	100
солнечный водонагреватель WUAC-150H	∅58мм*1800мм*15шт.	Да	2,205	45°/38°/25°	135
солнечный водонагреватель WUAC-180H	∅58мм*1800мм*18шт.	Да	2,646	45°/38°/25°	150
солнечный водонагреватель WUAC-200H	∅58мм*1800мм*20шт.	Да	2,94	45°/38°/25°	165
солнечный водонагреватель WUAC-240H	∅58мм*1800мм*24шт.	Да	3,528	45°/38°/25°	200
солнечный водонагреватель WUAC-300H	∅58мм*1800мм*30шт.	Да	4,41	45°/38°/25°	250

Основные производители

Солнечные водонагреватели нашли широкое практическое применение во многих европейских странах, КНР, Турции, США, Израиле, Саудовской Аравии. Производство этой продукции в мире устойчиво растёт и вместе со спросом увеличивается число компаний в этом сегменте.

Давайте рассмотрим некоторые крупные фирмы, занимающиеся выпуском водонагревателей от солнечной энергии. Итак, топ-производителей на мировом рынке:

• Итальянская фирма выпускает коллектора вакуумного типа KAIROS VT. Имеются модификации с 15 или 20 трубками;
• Немецкий производитель предлагает три модели SKR21, SKR12, SKR6;
• Ещё одна немецкая фирма, выпускающая модели с 6 или 12 трубками. Причём их можно объединять в блоки для увеличения мощности системы;
• Sunrain Solar Energy. Это китайский производитель, который занимается выпуском солнечных водонагревателей;
• И ещё одна немецкая фирма, которая предлагает два водонагревателя под марками Vitosol 200 и 300. Эти модели различаются конструкцией узла нагрева;
• Итальянский производитель, выпускающий модель Ecotube.

Водонагреватель KAIROS VT

Здесь стоит сказать, что продукция этих фирм относится к высшему классу и обеспечивается гарантией, но по деньгам её позволить сможет не каждый. Поэтому большую часть спроса на рынке закрывают малоизвестные производители.

Цены и от чего они зависят?

Что касается конкретных цифр, то водонагреватели, выпускаемые в России, обойдутся примерно в 700─800 долларов США. Речь идёт о модели вакуумного типа. Примерно такие же цены на аналогичную китайскую продукцию. Водонагреватели немецких производителей стоят примерно 800─900 евро. Это дороже, но у них в комплекте идёт необходимый крепёж, а для изготовления коллекторов используется медь и нержавейка. Так, что деньги будут потрачены не зря.

Водонагреватель Viessmann Vitosol 200
На цену солнечного водонагревателя оказывают влияние следующие факторы:

• Бренд;
• Материал корпуса и теплоприёмника;
• качество сборки;
• способ укладки изоляционного материала и стоимость самого материала;
• толщина стекла.

Естественно, что на цене отражаются конструктивные различия, о которых рассказывалось выше.

Используя солнечную энергию с помощью современных технологий, вы вполне сможете обеспечить горячей водой свой частный дом или садовый домик.
Причём вам нужно сделать начальные вложения, а затем установка будет работать бесплатно. Если хочется сэкономить, то сделать солнечный водонагреватель самостоятельно. Но фабричные системы, конечно, более надёжные и функциональные. Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.

Изготовление коллектора

Коллектор – специальный короб для теплообменника – тоже очень важная часть установки. Готовить его нужно аккуратно. Самая важная задача – не потерять тепло. Корпус коллектора можно изготовить из дерева (или другого материала, из которого получится прочный ящик). Пригодится обрезная доска толщиной 40 мм и фанера в 6 мм. Из досок нужно сколотить прочную раму с размерами 240х90х75. С помощью шурупов к раме прикрепляют дно из фанеры или оргалита, усиляют дно рейками, чтобы получится крепкий ящик. На дно ящика кладут слой теплоизоляционного материала (пенопласт, шлако- или стекловата), а сверху – теплообменник с теплопоглощающим листом (можно добавить еще лист фольги). Все элементы конструкции нужно хорошо закрепить между собой стальными хомутами из проволоки. Коллектор обязательно застекляют. В верхней части рамы можно выбрать пазы для стекла, а по бокам прикрепить поперечные рейки, на которые ляжет стекло. За всей стыковкой и уплотнением швов нужно следить очень тщательно. Именно непроницаемость короба коллектора сможет обеспечить хороший парниковый эффект внутри, а значит — и хорошо нагреется вода. Обязательно использовать замазку для гидроизоляции, чтобы дождевая вода не смогла попасть внутрь коллектора между стекольными швами и рамой. Для предохранения стекла от механических повреждений (град, дождь, сильный ветер) можно смонтировать дополнительные откидные крышки из дерева или металла. С внешней строны короб желательно покрасить белой или светлой краской, чтобы снизились потери на теплоизлучение. Соединения подводящих труб с трубами теплообменника или змеевика внутри коллектора – стандартное: с использованием муфт, тройников, уголков и обязательной герметизацией пенькой и масляной краской.

Солнечный водонагреватель: принцип действия- Инструкция +Видео

Солнечный водонагреватель: принцип действия. Это специальное устройство технического типа, которое используют для того, чтобы нагревать воду и для этих целей используется солнечная энергия в инфракрасном и видимом диапазоне.

Водонагреватель, работающий от солнца, является разновидности солнечного коллектора, но разница заключается лишь в том, что вода из нагревателя используют по прямому назначению, а не в качестве теплового носителя для системы теплового снабжения.

Принцип действия солнечного водонагревателя основан на том, что устройство поглощает энергию солнечных лучей и передает ее воде для использования в дальнейшем.

Разновидности устройств

Нагреватели воды, работающие от солнечной энергии, можно разделить по таким критериям:

Способу нагревания воды – прямой нагрев (используется одноконтурная система) и косвенный нагрев, при котором используется двухконтурная система.
• Водный нагреватель соединен с накопительным баком благодаря трубам, по которым посредством естественной циркуляции движется вода. Подпитка осуществляется холодной водой по мере того, как расходуется подогретая. В этом способе нагревания в системе циркулирует хладагент, а в накопительном баке есть конденсатор, на котором жидкость, которая циркулирует в закрытом контуре нагревателя, передает энергию воде. Жидкость, в свою же очередь, будет циркулировать в контуре потребителя.
• Способу обеспечения циркуляции – естественная (в этом случае движение воды происходит благодаря разнице температур в водном нагревателе и у потребителя), принудительного типа (выполняется за счет установки циркулярного насоса).
• По типам конструкции (плоские и вакуумные).

Плоские

Такие элементы используют в системе с косвенным и прямым нагревом воды. В таком случае установка будет состоять из несущего каркаса с обустройством тепловой изоляции, а также из устройства для поглощения солнечной энергии (абсорбера). В роли последнего используются трубки из меди, а снаружи каркас закрывают стеклом. Такой тип конструкции самый распространенный по сравнению со всеми остальными.

К достоинствам такого солнечного водонагревателя для дачи отнесем:

• Возможность использования для различных систем.
• Надежность устройства.
• Высокие показатели эффективности.
• Неприхотливость к эксплуатации.
• Длительный срок эксплуатации.

К недостаткам отнесем:

• При повреждении невозможен частичный ремонт, только полная замена.
• Низкий коэффициент полезного действия установки.

Вакуумные

Такие устройства используют в системе с косвенным нагреванием воды. В качестве основы такой конструкции используется вакуумная труба, которая состоит из разных трубок разного диаметра, которые помещены одна в другую с зазором из вакуума между ними. Несколько трубочек помещают в один корпус, в верхней части устанавливают в единый блок, по которому и происходит циркуляция воды из внешнего источника.

Лучи солнца попадают на трубки, расположенные снаружи, которые и играют роль абсорбера. В медных трубочках, которые меньше по диаметру, нагревается особая жидкость, которая при нагревании начинает испаряться. Пар поднимается наверх, и передает свою энергию воде, которая циркулирует, а после конденсируется и стекает вниз.

К достоинствам можно отнести:

• Возможность использования устройства на протяжении круглого года.
• Высокий коэффициент полезного действия.
• Универсальность в пользовании.

К недостаткам отнесем:

• Малый срок эксплуатации по сравнению с аналогами.
• Подверженность разрушениям из-за воздействий внешних факторов.
• Невозможно использовать в регионах, где наружный воздух имеет отрицательные температуры.

Как видите, у каждого из видов свои достоинства и недостатки.

Средняя стоимость

Из-за того, что большинство жителей планеты пытается перейти на использование в повседневности альтернативных источников энергии для того, чтобы получать тепло, электричество и горячую воду, предлагаем ассортимент товаров достаточно большой. Солнечные нагреватели воды выпускают предприятия РФ и другие производства за пределами. На стоимость солнечного водонагревателя для дома и его установку будет влиять компания-производитель и страна изготовления, тип конструкции (вакуумный или плоский), а также комплектация поставки и регион, в котором будет осуществлена покупка.

Самый дешевый вариант будет стоить 155 000 рублей, и за такую сумму у вас получится купить «Солнечный водонагреватель для бассейна» от Интекса (Китай), с такими техническими характеристиками – размер 1.2*1.2 метра, предназначается для использования с фильтр-насосом, производительность которого не больше 9400 л/час, а вес 3.7 кг.

Водонагреватель, работающий от солнца под названием «ДАЧА-ЛЮКС» (производство Россия), имеет объем в 125 литров и будет стоить 29 000 рублей. В комплектации поставки есть накопительный бак, комплект трубок вакуумного типа (15 штук), а также контроллер. Площадь поглощения составляет 2.30 м 2 . Установка германского происхождения для снабжения горячей водой «АuroSTEP plus» можно купить за 195 000 рублей, а в полной комплектации за 455 000 рублей. За такую сумму вы получите системы снабжения горячей водой, которая полностью исключает возможность закипания, а также нагреватель для воды с емкостью от 150 до 350 литров и от 1 до 3 солнечных коллекторов.

Установка имеет регулятор управления и дополнительный нагреватель электрического типа. Как видно из цифр, приведенных выше, разброс по стоимости достаточно большой, поэтому каждый покупатель (пусть даже и потенциальный) может выбрать такое устройство, которое будет отвечать предъявляемым требованиям и подходящим по стоимости.

Как выбрать устройство для бассейна

В системе нагревания воды для бассейна можно использовать любой вид и конструкцию солнечного водонагревателя. Для того чтобы перемешать воду в бассейне и обеспечить его нормальной циркуляцией, потребуется установка в систему циркулярный насос, что поможет повысить коэффициент полезного действия установки, а для владельца бассейна создаст наилучшие условия для того, чтобы использовать бассейн. Вы можете включить в систему накопительную емкость, а можете создать контур и без нее, но в таком случае в качестве накопителя воды будет сам бассейн.

Основными критериями для подбора водного нагревателя в бассейн являются:

1. Расположение нагревателя для воды, а также его ориентация в пространстве.
2. Разновидность устройства (и его стоимость).
3. Местоположение бассейна (на открытом пространстве, внутри помещения).
4. Объем чаши бассейна (размеры геометрии и глубина).
5. Активность пользования бассейном (насколько периодично и количество пользователей).
6. Период пользования (периодически, по сезонам, круглый год).
7. Нужный режим температуры воды внутри бассейна.
8. Система снабжения бассейна водой (разновидность контура, пропускная способность и остальные характеристики технического характера).

Работа подогревающей системы для бассейна будет по такой схеме – температурный датчик, который установлен внутри бассейна, будет определять заданные параметры воды. При температуре, которая ниже, нежели установленная потребителем, по сигналу датчика будет подключаться циркуляционный насос и вода из бассейна начнет поступать в тепловой обменник нагревателя, где температура будет повышаться. Когда вода внутри чаши достигнет требуемой температуры, контроллер автоматически отключает работу циркуляционного насоса и нагревание приостанавливается. Если водонагреватель солнечного типа остывает, то клапана перекрываются, и вода не будет поступать в тепловой обменник. Очень важно, чтобы устройство было расположено правильно, так как именно местоположение буде напрямую отражаться на эффективности его работоспособности.

Во время работы водного нагревателя есть вероятность потерять тепловой энергии, которые могут произойти при:

• Испарении жидкости на каждом участке системы.
• Пользовании бассейном (купании людей).
• Выполнении работ профилактического свойства, а также ремонте системных устройств.
• Из-за теплопроводности ограждающей конструкции бассейна и разности температуры воды, воздуха и конструкцию

Итак, если опираться на критерии подбора устройства, условия пользования и с учетом вероятности потерь во время работы нагревателя можно подобрать модель из любой ценовой категории, компании-производителя и на основании реальных отзывов пользователей, которых достаточно в Интернете и технических изданиях.

Как сделать простой водонагреватель своими руками

Из поликарбоната

Одним из вариантов для создания солнечного водонагревателя для дачи своими руками предполагает использование для конструкции сотовый поликарбонат. Единственным требованием для такого элемента конструкции является светопропускная способность материала. Хотя прочность является одной из важнейших характеристик, она не является основой.

Из тех материалов, что есть в наличии, могут быть использованы пиломатериалы или профильные легкие элементы из металла, которые потребуются для изготовления каркаса устройства. Из медных трубок делаем змеевик, причем желательно в одной плоскости – это и будет ваш абсорбер для водонагревателя, в котором будет происходить циркуляция воды. На концах трубок из меди установите штуцера для соединения подающей трубы и выхода нагретой воды. В роли змеевика можно использовать похожую конструкцию от ненужного холодильника, но лишь в том случае, если параметры змеевика от холодильного оборудования будут определять геометрические размеры устройства в целом.

Змеевик следует уложить в корпус, а после утеплить всю конструкцию при помощи теплоизоляционного материала и закрыть с наружной стороны листом поликарбоната. После этого водонагреватель устанавливают на заранее подобранном участке и в соответствии с географическим расположением, а далее подключают к водной подаче и системе сбыта нагретой воды.

Из пластика (бутылок)

Такая очень простая система нагрева воды от солнечной энергии допускает ее самостоятельное изготовления из привычных для всех пластиковых бутылок с объемом в 1.5 литра (или любого другого размера, но чтобы се были одинаковыми).

Также важным условием работы для такого устройства считается прочность соединений и герметичность бутылок между собой. Будет идеально, если на донышке бутылки будет просверлено отверстие, которое будет соответствовать диаметру горлышку от бутылки, чтобы получилось вставить одну бутылку в другую. Для крепления допустимо использовать крышки от тех же бутылок, в которых заранее должны быть просверлены отверстия.

В зависимости от того, какое количество бутылок будет собрано для солнечного водонагревателя в виде батареи и количества батарей, получатся геометрические размеры устройства, и на основании них можно будет делать каркас. Как и в предыдущем случае, каркас можно сделать из материалов, которые есть под рукой. После укладывайте слой теплоизоляции и по возможности затемните приемную поверхность (внутреннюю часть нижней стенка каркаса).

В готовый каркас остается уложить бутылочные батареи, которые будут соединены между собой так, что верхние части батарей будут подключены к подаче холодной жидкости от источника снабжения водой, а нижние к отводной трубе с нагретой водой. Сторона каркаса с «лица» должна быть зашита поликарбонатом, стеклом или любым другим прозрачным материалом, который хорошо пропускает солнечный свет и сохраняет тепло внутри устройства. Для приемлемого уровня нагрева воды требуется установить запорный вентиль на отводную и входную трубу.

Водонагреватели на солнечных батареях для дома

Солнечный водонагреватель – это, пожалуй, самый эффективный, безопасный и экономически выгодный бойлер. Ведь такой нагреватель «питается» бесплатной и неиссякаемой солнечной энергией, обслуживая систему горячего водоснабжения, рассчитанную на любые объемы и число пользователей.

Поэтому в данной статье мы рассмотрим конструкцию типового солнечного водонагревателя, а равно и конкретные модели подобного оборудования. Руководствуясь этой информацией, вы сможете купить солнечный водонагреватель, пригодный для обслуживания системы горячего водоснабжения или отопления именно вашего жилища.

Как устроен солнечный водонагреватель?

Такой нагреватель собирают из следующих узлов:

• Коллектора – радиатора, состоящего из медных трубок, упакованных в герметичные контейнеры из стекла – вакуумные колбы. При этом в тепловые (медные) трубки коллектора закачивают воду или другой теплоноситель, а сам солнечный радиатор монтируют под углом к горизонтали, укладывая на особый кронштейн.
• Бака-накопителя – емкости с водой, впитывающей энергию теплоносителя, циркулирующего по коллектору. Причем вода в накопителе нагревается за счет поступающего из коллектора теплоносителя или за счет энергии от внутреннего радиатора, вложенного в бак и связанного с коллектором сетью трубопроводов.
• Напорного оборудования – водяного насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя.
• Трубопроводной арматуры, связывающей коллектор и накопитель или коллектор и внутренний радиатор накопителя.

Эти узлы взаимодействуют друг с другом по следующей схеме:

• Залитая в коллектор вода впитывает тепло солнечных лучей, нагревается и поднимается в верхнюю часть тепловой трубки, побуждая естественную циркуляцию теплоносителя. При этом температура воды в вакуумной трубке поднимается до 300 градусов Цельсия.
• Напор в тепловых трубках коллектора, побуждаемый разностью плотности горячей и холодной воды, транслируется по соответствующей ветви арматуры, связывающей внешний радиатор и бак-накопитель. Если естественного побуждения будет недостаточно, то в дело вступает насос, генерирующий механический напор.
• Под действием естественного или механического побуждения горячая вода покидает солнечный коллектор водонагревателя и смещается в бак-накопитель, повышая температуру в этой емкости. При этом теплоноситель из коллектора смешивается с водой накопителя или циркулирует по внутреннему радиатору, встроенному в бак.
• Сместившаяся в бак горячая вода создает разряжение в нижней части коллектора, засасывая во внешний радиатор холодную воду из накопителя или внутреннего радиатора. Если разряжение будет недостаточным, то ситуацию исправит напорный насос, подкачивающий холодную воду в тепловую трубку вакуумной колбы.

В итоге солнечное тепло, разогревая расположенный за пределами дома теплоноситель в коллекторе, нагревает и воду в баке-накопителе, которую будут расходовать пользователи такого водонагревателя.

Разновидности солнечных водонагревателей

Водонагреватели на солнечных батареях можно использовать в качестве вспомогательного или основного «источника» в системе горячего водоснабжения.

В первом случае нам нужен панельный водонагреватель, тепловые трубки которого уложены в короб с минимальной теплоизоляцией и застекленной верхней гранью. Такой водонагреватель можно собрать своими руками или купить в специализированном магазине. Стоит он недорого, но эффективность такого нагревательного прибора оставляет желать лучшего – нагретые тепловые трубки отдают энергию не только баку-накопителю, но и окружающему пространству, излучая аккумулируемое тепло.

Водонагреватель панельный KD-NPD-FP

Во втором случае нам нужен вакуумный водонагреватель, тепловые трубки которого уложены в герметичные колбы, освобожденные от воздуха. В этом случае вся энергия солнца будет передана баку-накопителю: ведь безвоздушное пространство (вакуум) не проводит тепло. В итоге температуру в баке можно поднять практически до точки кипения воды.

Вакуумный водонагреватель с тепловыми трубками Heat Pipe

Поэтому вакуумные коллекторы можно использовать не только в роли основного источника энергии для системы горячего водоснабжения, но и в виде вспомогательного котла для отопления жилища.

Кроме того, классификацию солнечных нагревателей можно выстроить по схеме контакта теплоносителя коллектора и нагреваемой среды, залитой в бак-накопитель.

Согласно этому принципу из сортамента подобных устройств можно выделить следующие разновидности нагревателей:

• Разомкнутые коллекторы, которые сбрасывают (подмешивают) нагретый солнцем теплоноситель к воде в баке. В этом случае смесь теплоносителя и жидкости из бака расходуется пользователем, поэтому в солнечный радиатор можно залить только обычную, чистую воду. Поэтому такие коллекторы используются только в качестве источника в системах горячего водоснабжения. Причем по этой схеме строится и простейший, самодельный коллектор для летнего душа, и полноценный солнечный водонагреватель для бассейна.
• Одноконтурные коллекторы, которые сбрасывают нагретый солнцем теплоноситель в напорную трубу разводки системы отопления и получают остывшую жидкость из «обратки». Проще говоря: накопителя в этой системе нет – вместо него энергию солнца используют радиаторы системы отопления. Причем теплоноситель солнечного коллектора может смешиваться со средой, транслируемой по разводке системы отопления. Поэтому в качестве теплоносителя можно использовать воду, масло антифриз и прочие жидкие среды.
• Двухконтурные коллекторы, которые сбрасывают нагретый солнцем теплоноситель во внутренний радиатор, встроенный в бак-накопитель. Прямого контакта теплоносителя и среды в баке в этом случае нет. Поэтому в качестве наполнителя солнечного коллектора мы можем использовать любую среду с высокой тепловой проводимостью, собирая солнечный нагреватель по принципу теплового насоса. Такой прибор можно использовать и в роли источника системы горячего водоснабжения и в качестве единственного или вспомогательного котла системы отопления.

Как видите: сортамент солнечных водонагревателей более чем разнообразен. Среди подобных установок вы можете найти и нагреватели для летнего душа, и полноценные котлы, обеспечивающие жилище и теплом, и горячим водоснабжением. Ну а с конкретными моделями вы можете познакомиться ниже по тексту.

Солнечные водонагреватели для дома – обзор популярных моделей

К наиболее востребованным моделям солнечных водонагревателей мы можем отнести следующие модели:

Водонагреватель POWER15 1.72M2 – этот коллектор собирается из 10-15 вакуумных колб, формирующих активную площадь габаритами до 2,5 квадратных метров. А с учетом того, что солнце излучает до 1,3 кВт на квадратный метр, тепловая мощность такой системы получается очень приличной даже с учетом 76-процентного КПД конкретно этой модели.

Водонагреватель POWER15 1.72M2

При этом сквозь такой коллектор можно пропустить достаточно большой объем жидкости, подаваемый в тепловые трубки под давлением до 6 атмосфер. Температура разогретого в POWER15 1.72M2 теплоносителя достигает 330 градусов Цельсия.

Стоимость коллектора (без арматуры, насоса и бака) – 145 000 рублей.

Изготовленный в Чехии Водонагреватель Azuro Shelter 1,2х1х0,9м,

Водонагреватель Azuro Shelter

собирающий солнечный свет с площади 1,8 квадратных метров. Конкретно эта панель используется для нагрева воды в бассейне. Модель Azuro Shelter может поднять температуру в чаше среднего объема (до 30 кубометров) на 6 градусов Цельсия даже в случае 6-часового солнечного дня.

Стоимость дугообразной панели, принимающей свет со всех сторон – 12 тысяч рублей.

Немецкий коллектор Buderus Logasol CKN 2.0-s,

Коллектор Buderus Logasol CKN 2.0-s

пригодный для использования в системах горячего водоснабжения разомкнутого типа. КПД этой модели – 85 процентов, вес – всего 30 килограмм (за счет алюминиевой рамы и однослойного остекления). Такой коллектор нагревает теплоноситель до 170 градусов Цельсия и может выдержать давление до 6 атмосфер.

Стоимость модели Buderus Logasol CKN 2.0-s – 42-43 тысячи рублей.

Китайский панельный коллектор Intex 28685

Коллектор Intex 28685

пригодный для обогрева бассейнов объемом до 30 кубических метров. Водонагреватель настилается прямо на грунт и обеспечивает комфортную температуру в бассейне даже в условиях северного лета с короткими солнечными днями. Причем сам коллектор готов к использованию прямо из коробки, без предварительных пуско-наладочных работ.

Стоимость изделия – до 2 тысяч рублей.

Отечественный вакуумный коллектор панельного типа NIBE Solar серии FP215

Вакуумный коллектор панельного типа NIBE Solar серии FP215

обслуживающий двухконтурные системы косвенного нагрева (с внутренним радиатором в баке накопителе). Такая панель занимает практически 2 м2, генерируя около 1,8-2 кВт тепловой энергии, что вполне достаточно для бесперебойного водоснабжения дома средних габаритов или отопления комнаты площадью до 20 м2.

Стоимость панели (без бака, арматуры и внутреннего радиатора) – 125 тысяч рублей.

Вакуумный коллектор от немецкого производителя – компании Meibes – MVK 001

Вакуумный коллектор Meibes – MVK 001

Площадь этого солнечного нагревателя – 2,6 квадратных метра. КПД – 95 процентов, что гарантирует максимальную температуру теплоносителя на уровне 295 градусов Цельсия. Корпус коллектора создан из высокопрочного материала – боросиликатного стекла. Поэтому такой коллектор можно монтировать даже поверх кровли. Корпус вакуумных колб выдерживает снеговую нагрузку до 300 килограмм на квадратный метр и ветровую нагрузку в эквиваленте 150 кг/м2. В одну систему можно установить до 6 таких модулей, генерирующих до 16 кВт тепловой мощности.

Стоимость одного модуля, рассчитанного на 2,2 литра теплоносителя – 96-100 тысяч рублей.

Источник https://aniko-gas.ru/kotly/solnechnye-vodonagrevateli-dlya-doma.html

Источник https://domsdelat.ru/vodosnabshenie-doma/solnechnyj-vodonagrevatel-princip-dejstviya.html

Источник https://climanova.ru/vodonagrevateli-na-solnechnyx-batareyax-dlya-doma.html