Самодельный солнечный водонагреватель - как собрать и как использовать

Вовик Нео

Самодельный солнечный водонагреватель: как собрать и как использовать

автономное существование, отопление, своими руками

Наша планета питается солнечной энергией. Ее основной плюс заключается в том, что платить за нее никому не надо, а, как известно, сэкономленные деньги = заработанные деньги. Вторая хорошая новость состоит в том, что устройства, использующие свет, весьма просты и дешевы, так что солнечный водонагреватель можно смонтировать и самостоятельно. Правда, это если руки растут “хотя бы из коленок”. Заодно уж и третий бонус, чтобы мало не показалось: мощность солнечного излучения весьма высока — в ясный день она составляет больше 1 кВт на 1 квадратный метр. Много это или мало? Стандартная мощность ТЭНа емкостного бойлера — 2,2 кВт, он нагреет 80-литровый бойлер за 2 часа. Соответственно, солнечная панель (или набор коллекторов) полезной площадью 3 — 4 “квадрата” даже в холодную погоду, если солнце свети, нагреют 200-литровую бочку до 55 — 65 градусов Цельсия. В принципе, достаточно чтобы помыться и при этом не “стучать зубами”.

Тепловая мощность отопления для жилого помещения — 100 Ватт на метр квадратный, соответственно, 1 кВт обогреет 10 “квадратов”. Солнечные панели для отопления жилья мы тут не рассматриваем — они довольно сложные для домашнего “самоделкина”, а вот парник обогреть так вполне по силам. Всем известно, теплица увеличивает время вегетации растений, что позволяет собрать за сезон больше урожая. При этом мало кто знает, что дополнительный обогрев панелями даст вам еще 1,5 — 2 месяца плюс к сроку выращивания. И это совершенно БЕСПЛАТНО!!!

Выгода очевидна: 1 квадратный метр панели производит в сутки до 10 кВт/ч тепловой энергии. Неудивительно, что препперы, выживальщики да и обычные обыватели, не заморачивающиеся сценариями БП, давно “эксплуатируют” щедрое солнышко. С разной степенью успешности. Последнее слово тут ключевое: вот что бы “успешность” была на высоте, я подготовил для вас ряд советов, рекомендаций и рабочих схем, которые позволят самостоятельно собрать солнечный водонагреватель.


Солнечный водонагреватель: различные схемы и варианты использования

Летний душ

бочка для летнего душа - солнечный водонагреватель бочка для летнего душа - солнечный водонагреватель бочка для летнего душа - солнечный водонагреватель

Это первое устройство нашего списка. Нагрев воды достаточно энергозатратный процесс, поэтому — достаточно дорогой. Причем, стоимость не ограничивается только электричеством или другим энергоносителем. К примеру, электробойлер раз в 1 — 2 года требует ревизии. А это работа мастера плюс расходники. Примерный чек составляет 50 — 100 долларов, иногда больше. Есть прямой резон греть солнцем и на шару.

бочка для солнечного водонагревателя
1. Поплавковый клапан 1/2“ 2. Пластиковая бочка на 100 — 200 л. 3. Перьевое сверло (центробор) диаметром 28 мм. 4. Дрель или шуруповерт. 5. Втулка — врезка на 3/ 4” 3 штуки

Для начала, готовим емкость. Выберите бочку на 100 — 200 л, желательно черного цвета, просверлите “пером” 4 отверстия, как указано стрелками на рисунке (два с боков и два снизу), и смонтируйте в одно клапан, а в 3 остальных втулки-врезки. Сверху: с одной стороны подается вода, с другой присоединяем к резьбе шланг. Это у нас будет перелив, или “сигнальная труба”. Снизу к одному выходу присоединяем резьбовой тройник, шаровый кран вертикально вниз и душевую насадку. Кто любит комфорт, может использовать шланг и лейку с кнопкой аквастопа. Но лучшее решение — это смеситель, поскольку температура воды в такой системе может доходить до 80 градусов Цельсия.

Внимательный читатель сразу мне скажет: так внизу остались две дырки — что с ними делать? Заглушить! Шутка, однако, ну почти. Потом мы туда солнечные панели подключим, а пока так пользуйтесь.

солнечная панель
Пример солнечной панели

Осталось водрузить этот самодельный солнечный водонагреватель на крышу летнего душа и надежно его там закрепить,100 — 200 кг веса — это, знаете ли, серьезно. Следует отметить, что летом (с мая по сентябрь) вода и так будет достаточно нагреваться, а вот ранней весной и осенью мы ее коллектором подпитаем.


Теплица

Теплица или парник — настолько полезное в сельском хозяйстве сооружение, что мало кто в деревне, да и не только там, обходится без него. Фактически оно добавляет 2-3 месяца к сезону вегетации. Соответственно, конструкций и размеров существует просто неисчислимое множество: от одинарных на куст помидора или огурца, сделанных из 6-литровой пластиковой бутылки (отрезал у 6-литрового бутыля горло и накрыл куст, все), до ферм на десятки квадратных метров. Возводится стальной или деревянный каркас, обтягивается пленкой или закрывается стеклом. Принцип работы теплицы описывается термином “парниковый эффект”: солнечные лучи видимого спектра свободно проходят сквозь стекло/пленку и нагревают землю, а вот вторичное излучение от земли, ИК (инфракрасное) задерживается. Тепловой баланс смещается в сторону нагрева. А если устроить внутри подогрев, то можно получить еще 2 месяца плюс к выращиванию растений. Рассмотрим теперь, как сюда можно подключать солнечный водонагреватель.

Водяное отопление

Самая простая схема: солнечный коллектор плюс радиатор. Коллектор рассмотрим ниже, а нагреватель можно использовать стандартный, либо сделать его самому. Сразу скажу, что лучше использовать фабричный, а именно — секционный алюминиевый (силуминовый). Количество секций зависит от площади теплицы и мощности солнечных панелей, но ориентировочно — 10 — 20 секций. Разумеется, не стоит тут же бежать в магазин, цена там будет 5 — 7 долларов/секция — лучше купите б/у. В интернете и на рынках можно найти варианты по доллару и меньше секция. Другие батареи (чугун, сталь) будут однозначно хуже, но можете пробовать.

радиатор для отопления теплицы
Таким радиатором можно греть теплицу. Плюс ещё один конвектор на крыше.

Но любители самоделок возможно захотят все сделать сами. Хорошо для этого подойдут трубы PVC (поливинилхлорид) или PPR (полипропилен), диаметр 25. Первые собираются на клею (требуются клей и обезжириватель), вторые на пайке (требуется паяльник). Берете щит фанеры и на него монтируете трубы в виде змейки. Крепите на стандартные клипсы с замком. Эквивалент мощности секции алюминиевого радиатора: 5 — 6 метров трубы. Для лучшей теплоотдачи покрасьте в черный цвет. Этой системе требуется циркуляционный насос — без него греть точно не будет.


Солнечный коллектор

Солнечный коллектор на крыше дома Солнечный коллектор Солнечный коллектор

Если вы решили осваивать солнечную энергетику, то первое что вам понадобится — это жидкостная (водяная) солар-панель, а по-простому — солнечный коллектор. Рассмотрим варианты:

Промышленный

Безусловно, лучше всего подойдет промышленное изделие поскольку: КПД (коэффициент полезного действия) выше, генерируемая мощность на единицу поверхности больше, эргономичная конструкция, меньший удельный вес, прочность, долговечность. Единственный серьезный минус — это цена. 200 — 300 долларов за “квадрат” — это “немножко много”. Тем не менее, поскольку устройства достаточно широко применяются, их наставили их уже довольно много, значит, они периодически выходят из строя и требуют замены. Вывод простой: немножко пошустрив, реально найти вполне рабочий бэушный коллектор или даже несколько за вполне приемлемый прайс в 20 — 30 долларов/штука. Возможные протечки легко загерметизировать самостоятельно: силикон, лента ФУМ, ткань, пропитанная эпоксидным клеем… Ему же теперь не работать при 200 градусах, с агрессивной жидкостью (высокотемпературный теплоноситель), при давлении 1,5 — 2 атм, на что он, собственно, и был рассчитан. Все в ваших руках — это однозначно обойдется дешевле и проще, чем самому делать.

Самодельный

Приятная новость для домашних умельцев: водяной коллектор вполне можно изготовить и самому. Да, его производительность будет существенно меньше фабричного (в зависимости от качества исполнения, примерно на 30 — 40%), но так приятно что-то сделать своими руками. Тут имеется два варианта домашней сборки: металлический и деревянный.

Металлический

Для хорошего сварщика такая работа проблем не составит. А если еще и материал свой — можете смело приступать. Сперва варится сам коллектор заданных размеров. На квадратный метр пойдет примерно 14 — 16 метров трубы диаметром 27 (3/ 4”). Они располагаются так: сверху и снизу горизонтальные, к ним привариваем вертикальные с шагом 50 — 80 мм.  На выходы варим резьбы на 3/ 4”, лучше четыре — так можно делать сборки разной конфигурации, заглушить лишние никогда не проблема. Получившуюся конструкцию привариваем к стальному листу толщиной от 1,5 мм, с боков ставим стенки высотой около 150 мм, теплоизолируем коробку стиродуром или чем подобным, внутри красим в черный цвет и герметично закрываем стеклом. В принципе, все, разве что кронштейны еще приделайте.

Деревянный

Схема та же, только каркас сделайте из дерева, а трубы берите PVC, PPR, можете металлопластиковые змейкой выложить или сшитый полиэтилен. Диаметр 20 — 25. Хорошо загрунтуйте, покрасьте изнутри в черный цвет, закройте стеклом и загерметизируйте. Ну и те же 4 выхода на 3/ 4” по бокам.


Солнечный водонагреватель и солар-система: коллектор — душ — теплица

Как собрать солнечный водонагреватель

Теперь монтируем всю конструкцию. Общие соображения тут такие:

Система сезонная. При минусовой температуре ее в любом случае придется разобрать. Отсюда следует простой вывод: лучше всего собирать поливочными шлангами (диаметр 22 мм) на фитингах, именуемых клик-клак или быстросъем.

Выгоды:

  • Гармонично впишется в уже существующую систему шлангового полива.
  • Невероятная легкость монтажа/демонтажа
  • Дешевизна
  • Возможность переконфигурации, когда требуется убрать/добавить/перенести коллектор или радиатор
  • На зиму легко убирается в сарай или гараж

Недостатки:

  • Низкая надежность
  • Малый ресурс в сравнении с водопроводными трубами
  • Нестойка к механическим повреждениям

Приемлемая альтернатива: система металлопластиковых труб на разборных фитингах.

Монтажная карта - схема подключения солар-системы (солнечного водонагревателя)
Это монтажная карта — схема подключения. 1 Тепловая емкость (бочка), 2 Насос, 3 Радиатор, 4 Коллектор, 5 Смеситель

Принцип работы устройства: Включаем холодную воду и заполняем систему. Отсечка у нас происходит автоматически поплавковым клапаном, но дополнительно можете поставить шаровый кран. Ставите солнечную панель так, чтобы на нее падал свет и просто ждете, когда бочка прогреется (около четырёх часов). На схеме показан циркуляционный насос (вертикальная труба). Конкретно он не особо и нужен, можете как ставить его, так и нет. Коллектор нагреет бочку и без него за счет термосифонного эффекта (горячая вода поднимается вверх, холодная опускается вниз). Но если хотите ускорить процесс и увеличить КПД установки, то лишним он не будет. Когда вода нагрелась, можете смело принимать душ или отапливать парник. А вот для теплицы циркуляционный насос точно необходим, без него батарея не будет греть никак, можете мне поверить. Включите тот, что показан на горизонтальной ветке — и тепло пойдет. Только воздух с радиатора предварительно стравите.


Циркуляция теплоносителя: Естественная и принудительная

Отопление в большинстве случаев работает за счет принудительной циркуляции — это общеизвестный факт. Конечно, есть конвективные системы на гравитационном (термосифонном) эффекте. Раньше водяное отопление частных домов именно так и работало, но то раньше. Сейчас лучше использовать циркуляционный насос. Понятно, что “правильные” модели, типа “Wilo” или “Grundfos” мы использовать не будем, они ведь стоят в районе 50 долларов/штука — нам бы что попроще да подешевле. Особенно подешевле. К счастью, тут нет проблем от слова совсем — заказывайте аквариумную помпу — она вам легко будет воду гонять, и механические примеси ей не страшны. Тот насосик что у меня на фото, стоит 6,5 долларов, но реально найти и за 2. Мастера-самоделкины давно поняли, что в ряде случаев технологию можно (и нужно) упрощать и удешевлять, так что конкретно эти аквариумные помпы народ давно использует для садового полива — напор там вполне приличный.


Материалы и инструменты

Трубы PVC

Ножницы для труб, клей, обезжириватель, фитинги, труба
Ножницы для труб, клей, обезжириватель, фитинги, труба

Трубы PPR

Ножницы, паяльник, фитинги, трубы
Ножницы, паяльник, фитинги, трубы

Шланги полива с фитингами “клик-клак” (быстросъем)

Шланги и фитинги клик-клак
Шланги и фитинги клик-клак

Металлопластиковая система труб (PEX-AL-PEX)

Труба и фитинги МП
Труба и фитинги МП

Заключение

“Экономика должна быть экономной!” Л.И.Брежнев. Этот лозунг прошедшей эпохи становится как никогда актуальным в нынешней ситуации, когда энергоносители дорожают чуть ли не ежедневно. В этой статье вы найдете советы специалиста, как почти бесплатно собрать самодельный солнечный водонагреватель, чтобы получить горячую воду для мытья и отопление для вашей теплицы. Специально выбирал самые бюджетные, но в то же время — вполне надежные и рабочие варианты.


Об авторе

Сантехник со стажем 25 лет, в свое время монтировал все, что хоть как-то подпадает под это определение — одних только частных домов оборудовал водопроводом, отоплением, канализацией несколько десятков. Любимый анекдот:

Быстрее всех эволюционируют сантехники. Каждый следующий умнее предыдущего, приходит и задает один и тот же вопрос:
— КАКОЙ ИДИОТ ВАМ ЭТО ВСЕ СДЕЛАЛ??!

https://docs.google.com/document/d/1Jelb6UafM6pc-sd7CvwcTrau6fuRClX9XMFDL7hUP1M/edit

Оставьте комментарий