Суть в том, чтобы сделать коллектор, и из максимально дешевых материалов. Иначе нет смысла и начинать. Почти все солнечные водонагреватели для дома, которые кто-либо делает своими руками или на заводах, представляют собой плоский ящик достаточно большой площади. Он прикрыт стеклом, а внутри находится система металлических трубок, которая и забирает все тепло, передавая его воде. Имеются и некоторые другие способы. Мы планируем сначала рассказать, как делают все это на заводе, а потом уже обсудить, как собрать солнечный водонагреватель своими руками.
Солнечные водонагреватели: разновидности
В настоящее время имеется три конструкции, которые заслуживают упоминания. Вот они вкратце:
- Солнечный водонагреватель вакуумный содержит ряд коаксиальных ламп, располагающийся между двумя коллекторами. Каждый из них на одном конце заглушен, а на другом имеет штуцеры для стыковки с системой рециркуляции бойлера или другого теплообменника. В междустенке находится вакуум, а внутри циркулирует вода. Внешняя стенка прозрачна, через нее легко проходит свет. Внутренняя трубка из меди и окрашена в черный цвет. Такая отлично поглощает излучение солнца и за счет кондукции греет воду. В результате имеется конструкция, которая впускает тепло, но не выпускает его наружу. Такая своеобразная ловушка. Описанный солнечный водонагреватель зимой тоже греет. Благодаря вакууму нет разницы, какая погода на улице.
- Конструкция, описанная выше, лишается внешних оболочек ламп. Остаются только медные трубки. Каждую поперечину в наборе оснащают медной полосой шириной порядка 10 см, окрашиваемыми в черный цвет. Такие плавники служат для сбора тепла по всей площади. За счет хорошей проводимости меди энергия быстро вбирается трубками. Солнце греет всю площадь, но градиент температуры направлен в сторону противоположную каналам циркуляции воды. Тепло же стремится в обратном направлении, понятное дело, – за счет этого и работает коллектор. Вся конструкция помещается в плоский ящик, который сверху прикрывается поляризационной пластиной на заводе или обычным стеклом в обиходе. Это несколько снижает конвективные потери, вносимые ветром и естественной циркуляцией воздушных масс.
(См. также: Как сделать заземление для водонагревателя своими руками)
- Коллектор располагается в фокусе любой решетки отражателей. Солнечные лучи, падая с любой стороны приходят в одну и ту же точку, где можно разместить теплообменник. Весь фокус состоит в правильном расположении рефлекторов. Такие солнечные водонагреватели для отопления не годятся. Скорее служат ученым для работы.
Сегодня предлагается сделать самодельный солнечный водонагреватель по второй схеме. Для этого, как ни крути, понадобится медная трубка, или нет? В интернете представлена схема с резиновым дачным шлангом, который смотан кольцами (точнее спиралями) и помещен в старую оконную раму, задняя часть которой заделана фанерой. Сверху все это прикрыто обыкновенным стеклом. В видео из Белгорода часть шланга (30 метров) намотана плоской спиралью на крестовину из дерева. Имеется, соответственно, четыре крепления через каждые 90 градусов. Остальная часть находится в раме, общая длина шланга составляет 70 метров. Владелец утверждает, что вечером при температуре окружающего воздуха 24 ºС вода нагревается до 64 ºС. Шланг используется самый обычный. Это неплохой солнечный водонагреватель для дачи. (См. также: Проточный водонагреватель своими руками)
Конструкция солнечного водонагревателя своими руками
Огородники могут взять себе это на заметку, а мы посмотрим, как сделать солнечный водонагреватель своими руками. Мы долго обдумывали все, что имеется в сети, и пришли к выводу, что брать медь выходит слишком дорого. Везде утверждается, что необходим собиратель тепла, который представляет собой лист толщиной 0,5 мм… Мы погуглили и вот что нашли:
- Медный лист 0,5 х 600 х 1500 стоит от 1380 рублей.
- Алюминиевый лист 0,5 х 1200 х 3000 стоит порядка 1100 рублей.
Так… мы этот алюминий 4 раза обернем вместо меди, как бы нам это использовать? Предлагается конструкцию заменить. И не чуть-чуть, а полностью. Мы сами соберем тонкий алюминиевый бак площадью 1200 х 1500 мм, который по краям залудим чем придется или проклепаем. И это все равно выйдет дешевле, нежели брать коллектор из медных трубок, затем паять его на лист (а это далеко не дешево и не просто), после этого придется все это еще и чернить, что также вызовет большие затруднения.
По нашим прикидкам получается, что теплопроводность алюминия ниже, нежели у металла, из которого сегодня делают все провода, раз так в 1,6. Зато наш бак будет собирать тепло всей поверхностью, а значит, расстояние до воды будет равным всего 0,5 мм. И этот короткий промежуток заткнет за пояс всю разницу в выигрыше меди в смысле проводимости. Как собрать бак? Сегодня действительно море методов, но мы предлагаем самый простой. Мы знаем, что в водной среде идет электрохимическая коррозия. Нам надо так выбрать крепеж, чтобы этой беды избежать. Предлагается применять алюминиевые заклепки с пластиковыми втулками. В этом случае потенциал будет не столь убийственен. (См. также: Газовый водонагреватель своими руками)
Пластиковые втулки берите по диаметру. Таких можно купить много на сто рублей, а бак у нас будет толщиной каких-нибудь 3 – 4 мм. Поэтому придется еще детали и нарезать. В ход может пойти что-нибудь из того, что уже имеется дома. В частности, у нас есть старый детский конструктор, который поможет изготовить нужные детали. Заклепки лучше брать вытяжные, но если нет инструмента, пойдут и обычные. Запаситесь также стойким к температуре герметиком, например, Isosil S404. Обратите внимание, мы не гарантируем, что этот состав годен для питьевой воды. Мы сейчас рассматриваем возможность погреть воды через бойлер. Но об этом чуть позже.
Пластиковые втулки будут служить одновременно стяжками и опорами. Клепайте их квадратами через каждые 20 – 25 см. Это будет порядка 40 шт на весь лист. Края бака допускается чуть заузить и запаять на алюминиевую проволоку, либо проклепать, проложив герметиком. Допускается выполнить по краям вставки из плексигласа нужной толщины. Герметик и заклепки для сборки у нас уже имеются. Самой важной частью будет выполнить в противоположных краях бака на задней стенке два отверстия:
- выходное сверху;
- входное снизу.
Тот, кто боится, что внутри будет плохая циркуляция, может при клепке сделать внутри меандр. Для этого подойдут поперечины из плексигласа. Тогда пластиковые втулки уже и не нужны. Поясним! Первое ребро уходит от нижнего края возле точки входа вверх, но до конца не доходит. Затем сантиметров через 20 – 25 делаем второе ребро. Оно уже начинается от верха, но до низа не доходит. И так далее до самого конца. Поперечины лучше даже сделать горизонтальные. Впрочем, сами смотрите. Получится такой достаточно широкий канал, по которому пойдет вода. Теперь самое сложное – выходной и входной фланцы. У нас имеется чрезвычайно тонкий бак, который необходимо соединить с бойлером. Обычно коллектор входит на ¾ дюйма. (См. также: Монтаж водонагревателя своими руками)
Есть в природе одна вещь, которая нам пригодится для целей подводки. Называется она штуцер сливной (на ¾ дюйма, разумеется). Мы бы взяли пластиковые, но температура внутри бака будет доходить до 170 ºС летом, поэтому детали нашим читателям придется уточнить самим. У этого штуцера есть основание, как плоская шляпка грибка, оно должно быть заранее вставлено в бак с внутренней стороны. Сверху накидывается гайка. Высота основания часто составляет как раз 3 – 4 мм. Чтобы в патрубок пошла вода необходимо насквозь до отверстия прорезать шляпку. Получится нечто вроде креста из ходов. Теперь вода свободно пройдет. Ну, вот, наверное, и все. Осталось все это покрасить и запечатать солнечный водонагреватель в коробку.
Установка коллектора в корпус из старой рамы
Основанием может служить лист фанеры, OSBили другого материала. Все зависит от места установки. Не забудьте про грунтовку от влаги и грибка, затем это все нужно будет еще и покрасить. Но вернемся к нашей раме. Теперь у нее есть дно из OSB. Стелем на него кусок Пенофола, самого дешевого, который только найдется, фольгой вверх. Не забываем оставить в днище отверстия под сливные штуцеры. Собственно, можно ничего и не крепить. Если штуцер бронзовый, просто притяните бак через Пенофол к днищу за гайки. При покупке просто берите деталь с длинной резьбой, и монтаж упростится до максимума.
Теперь красим бак в черный цвет. Баллон краски для авто стоит порядка 200 рублей, и его хватит, чтобы 10 раз обработать нашу поверхность. На этот счет можно порекомендовать сделать два коллектора, которые включить параллельно. Но это в будущем, если первый будет работать. Учтите, что больное место системы как раз рециркуляция. Необходим будет насос, чтобы устройство работало. Естественная тяга за счет разницы температур в нашем устройстве не существует. С этой точки зрения, конечно, хорошо использовать солнечный коллектор водонагреватель в проточном режиме, тогда давление на входе создаст водопровод или садовый насос. В общем, смотрите по месту. Если устраивает такой вариант, то его и избирайте. (См. также: Карта сайта 2)
Учтите, что вода должна быть хорошо отфильтрована, вот почему еще плохо сразу делать забор из скважины. Да и из водопровода тоже. Хорошо было бы налить в систему дистиллированной воды, поставить расширительный бак для защиты, рециркуляционный насос и наслаждаться жизнью. Если же травить алюминий солями жесткости, то очень скоро он придет в негодность. Не забудьте сверху прикрыть солнечный коллектор водонагреватель стеклом. И это все! Водонагреватели на солнечных батареях могут работать, а можно и через коллектор воду прогнать.
