Солнечные водонагреватели для дачи. Характеристики, описание, цена, установка, монтаж, доставка

Солнечный коллектор для нагрева воды своими руками можно изготовить из труб пластиковых или медных, из шланга, из бутылок или банок. Предлагаем простые схемы таких конструкций.

Содержание

Принцип действия

Солнечный водонагреватель – это вид солнечного коллектора, с той лишь разницей, что вода в водонагревателе используется по прямому назначению, а не служит теплоносителем для систем теплоснабжения.

Принцип работы солнечного водонагревателя основан на поглощении энергии солнечных лучей и передачи ее воде для дальнейшего использования.

Чем отличаются солнечные батареи от коллекторов?

Ежедневно на землю падает огромное количество солнечного излучения большая часть которого не используется. Задача коллектора — «впитать» в себя определенную долю этого излучения и преобразовать его в пригодную для человеческих потребностей энергию.

При этом важно отличать: солнечное излучение может быть преобразовано в 2 вида энергии – тепловую и электрическую.

  • Солнечные коллекторы применяются для получения тепла и нагрева воды. Они нагревают воду которая используется для ГВС и отопления здания.
  • Солнечные батареи (они же фотоэлектрические модули) применяются для выработки электроэнергии. Они имеют совершенно другой принцип действия.Виды солнечных коллекторов

Существует также комбинированная технология. Панели, которые одновременно вырабатывают электрическую и тепловую энергию.

Источники: term.od.ua

Солнечный водонагреватель  «ДАЧА»

Качество достойное уважения!

ООО «ОПТОН ИМПЭКС» лауреат Национального Рейтинга качества товаров «Звезда качества». Почетная награда «Звезда качества» и Экспертное заключение на компанию с правом использования графического изображения «Звезда качества» для маркировки продукции и услуг.

Насколько выгодны солнечные коллекторы

Окупаемость таких устройств зависит от широты использования. В южных районах, где много солнца, они выгодны. Но на уровне 52 параллели у нас они уже не окупаются, если используются для отопления (зимой солнца мало), но окупаются и севернее, если используются для ГВС в межсезонье и летом.

В Европе, например, где газ дороговат, а техника дешевая, коллектора однозначно выгодны для отопления, даже в северных районах.

У нас точно выгодными оказываются наиболее дешевые летние солнечные коллектора, которые можно изготовить буквально из подручных материалов, или которые сделаны «полукустарно» на местных производствах.

Они используются для подогрева воды в бассейне, летнего душа, ГВС в доме и отопления домов в межсезонье. В зимних условиях дешевые (самодельные) коллектора не могут соперничать по КПД с заводскими, становятся скорее охладителями, поэтому не используются.

raznye-kollektora.jpg

Виды устройств

Солнечные водонагреватели различаются по:

  • Способу нагрева воды:
  • Прямого нагрева – в этом случае используется одноконтурная схема.

Солнечный водонагреватель

Водонагреватель (1) соединен с баком накопителем (2) посредством труб, по которым путем естественной циркуляции движется вода. Осуществляется подпитка системы холодной водой по мере расходования подогретой;

  • Косвенного нагрева – используется двухконтурная система.

При этом способе нагрева в системе водонагревателя циркулирует хладагент, а в баке Солнечный коллекторнакопителе установлен конденсатор (3), на котором жидкость, циркулирующая в замкнутом контуре нагревателя, передает полученную энергию воде. Вода, в свою очередь, циркулирует в контуре потребителя.

  • Способу обеспечения циркуляции воды:
  • Естественная – когда движение воды происходит из-за разности температуры в водонагревателе и у потребителя;
  • Принудительная – осуществляется путем установки циркуляционного насоса.
  • По конструкции:
  • Плоские

  • Используются в системах с прямым и косвенным нагревом воды.Плоский солнечный коллектор

В этом случае установка состоит из несущего, с устройством теплоизоляции, каркаса и устройства для поглощения солнечной энергии (абсорбера). В качестве абсорбера используются медные трубки, с наружной стороны каркас закрывается стеклом. Данный тип конструкции наиболее распространен, по сравнению с прочими.

К достоинствам данной конструкции относятся:

  • Возможность применения для различных видов систем;
  • Надежность устройств;
  • Высокая эффективность устройств;
  • Неприхотливость к условиям эксплуатации;
  • Длительный срок эксплуатации.

Недостатками являются:

  • Низкий КПД установок;
  • В случае повреждения требуется полная замена.
  • Вакуумные

  • Устройства данного типа используются в системах с косвенным нагревом воды.Вакуумный водонагреватель

Основой данной конструкции служит вакуумная труба состоящая из двух трубок различного диаметра, помещенных одна в другую с вакуумным зазором между ними. Несколько трубок помещаются в единый корпус, а их верхние части помещаются в единый блок, по которому циркулирует вода из внешнего источника.

Солнечные лучи попадают на наружные трубки, которые являются абсорбером. В медных трубках, меньшего диаметра, нагревается специальная жидкость, которая нагреваясь начинает испаряться. Пар поднимается вверх, где передает свою энергию циркулирующей воде, после чего конденсируется и стекает вниз.

К достоинствам данной конструкции относятся:

  • Возможность круглогодичного использования;
  • Высокий КПД устройств;
  • Универсальность использования.

Недостатками являются:

  • Срок эксплуатации непродолжителен, по сравнению с аналогами;
  • Подверженность разрушения под воздействием внешних факторов;
  • Большие габаритные размеры и масса устройств;
  • Нельзя эксплуатировать в регионах с отрицательными температурами наружного воздуха.

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.

Работа солнечного котла


Чтобы солнечный водонагреватель работал эффективно, его следует установить в нужном месте.
Мы должны помнить, что вакуумные трубки направлены на юг, потому что в наших широтах солнечные лучи падают больше всего в течение дня, то есть от восхода до заката. Благодаря этой настройке солнечный водонагреватель будет наиболее эффективным. Для установки солнечных котлов изготовлена специальная универсальная рама из нержавеющей стали. Это позволяет установить такой солнечный нагреватель на участке любой поверхности, как на ровной местности, так и на склоне.

Стоит отметить, что в наших климатических условиях, вопреки распространенным опасениям, нагрев воды с использованием солнечной энергии работает очень хорошо. Однако следует подчеркнуть, что солнечный котел наиболее эффективен с весны до осени, в месяцы с марта по октябрь, то есть после окончания отопительного сезона. Тогда день намного длиннее, и благодаря этому доставляется гораздо больше солнечной энергии. В зимнее время солнце также светит, но время пребывания на солнце намного короче, и, следовательно, нагреватель менее эффективен.


Солнечные водонагреватели намного более эффективны, чем обычные плоские солнечные коллекторы, потому что они также работают в пасмурные дни.
Солнечный водонагреватель использует как прямое солнечное излучение, так и рассеянное солнечное излучение, то есть то, которое проходит через облачный слой.

Солнечный бойлер: принцип работы

солнечный бойлер: принцип работы

Наиболее эффективные солнечные водонагреватели работают на вакуумных коллекторах. Такие устройства состоят из:

  • Вакуумных коллекторов, из которых составлен наружный блок. Они работают на солнечной энергии. Наружный блок наполняют трубки. Они покрыты специальным селективным веществом в 3-4 слоя с внутренней стороны. Качество этого покрытия влияет на темп нагревания воды. Вакуум позволяет прекрасно сохранять тепло.
  • Резервуара во внутреннем блоке. Его роль – накопление и сохранение тепла. Этот элемент часто используется в отопительных устройствах. Его можно увидеть в котлах, работающих от электричества и дизтоплива. Нагретая жидкость перемещается из наружного во внутренний блок. А затем жидкость необходимой температуры идет на необходимые нужды.

Расчёт мощности солнечного коллектора

По фактическим расходам считается, что для удовлетворения потребности одного человека в горячей воде требуется от двух до четырёх киловатт тепловой энергии.

Для примера произведём расчёт мощности для реальных условий Подмосковья.

Исходные данные:

  1. Основываясь на данных, приведённых в таблице поступления солнечной энергии в различных регионах России, площадь поглощения составит 2,35 м2.
  2. Показатель инсоляции для Подмосковья составляет 1173,7 киловатта в час с квадратного метра.
  3. Коэффициент полезного действия коллекторов составляет 0,67–0,8. Целесообразно использовать первый показатель, характерный для самодельных конструкций и устаревших моделей.
  4. Величина угла наклона будет использована оптимальная для региона. В первом приближении он должен быть равён величине географической широты места нахождения преобразователя.
Карта инсоляции России

Показатель инсоляции зависит от региона

Расчёт площади поглощения солнечной энергии для одной трубки, учитывая, что приведённая величина соответствует коллектору из 15 элементов: 2,35 м2 / 15 шт. = 0,15 м2. Соответственно, приведённая величина для 1 м2 составит: 1 / 0,15 = 6,67 (штук), то есть регистр коллектора указанной площади будет состоять из 7 трубок.

Рассчитываем тепловую мощность одной трубки, что позволит определить необходимое их количество для удовлетворения средней потребности в энергии. Получаемая от одного нагревателя мощность из расчёта потребления на день рассчитывается из соотношения: N = S * I * K, где:

  • N — мощность одной трубки;
  • S — площадь поглощения одной трубки;
  • I — показатель величины инсоляции для Подмосковья;
  • K — коэффициент полезного действия в минимальном размере.

N = 0,15 * 1173,7 * 0,67 = 117,95 киловатта в час на метр квадратный.

Средний показатель выработки энергии за сутки составит (с учётом продолжительности светового дня) для Подмосковья 0,325 киловатта в час. А годовая экономия с одного квадратного метра составит: 117,95 * 7 = 825,6 киловатта в час.

Таким образом, выработка тепловой энергии солнечным коллектором в 2,35 квадрата достигает 8 киловатт в день. Обратившись к началу, можно убедиться, что коллектор приведённой величины полностью отвечает потребностям в горячей воде для семьи из трёх человек.

Приведённая методика весьма условна, однако, как показывает практика, вполне достоверна для определения основных параметров коллектора.

Самодельный солнечный коллектор

Мощности одного коллектора достаточно для семьи из трёх человек

Средние цены

В связи с тем, что все большее количество жителей нашей планеты пытаются использовать в повседневной жизни альтернативные источники энергии для получения тепла, электричества и горячего водоснабжения, поэтому и предлагаемый ассортимент товаров достаточно широк.

Солнечные водонагреватели выпускают предприятия в нашей стране и за ее пределами. На Коллектор в разрезестоимость установки влияет страна и фирма производитель, конструкция (плоский или вакуумный) водонагревателя, комплект поставки и регион приобретения.

Наиболее дешевый вариант обойдется покупателю в 1500,00 рублей, за эти деньги можно приобрести «Солнечный водонагреватель для бассейна» компании «Интекс» (Китай) со следующими техническими характеристиками: размер полотна водонагревателя — 1200 х 1200 мм, предназначен для использования с фильтр-насосами производительностью не более 9500 л/час, вес — 3.7 кг.

Солнечный водонагреватель «ДАЧА-ЛЮКС» (Россия) объемом 125,0 литров обойдется покупателю в 28850,00 рублей. В комплект поставки данного устройства входит: бак накопитель, комплект вакуумных трубок (15 штук), контроллер. Поглощающая площадь составляет — 2,35 м2.

Немецкую установку для горячего водоснабжения «АuroSTEP plus» можно приобрести за цену от 190000,00 до 450000,00 рублей, в зависимости от комплектации. За эти деньги покупатель приобретает: систему горячего водоснабжения исключающую возможность закипания (конструкции Drain-back), водонагреватель ёмкостью 150 – 350 л. и 1 – 3 солнечных коллектора.

Установка оборудована регулятором управления и дополнительным электрическим нагревателем.

Как видно из приведенных выше цифр, разброс стоимости очень велик, поэтому каждый потенциальный приобретатель может выбрать устройство в соответствии с предъявляемым к нему требованиям.

Подготовительные мероприятия

Приняв решение об изготовлении солнечного коллектора своими руками, необходимо осуществить ряд обязательных мероприятий по его подготовке:

  • произвести предварительный расчёт по указанной выше методике для определения конструкции и физических размеров устройства;
  • выполнить эскизный проект коллектора и водопроводной системы утилизации тепла, на его основании составить материальную ведомость;
  • закупить материалы, крепёж и недостающий инструмент.

Чем более внимательно выполняется этот этап, тем меньше придётся бегать впоследствии за недостающим.

Простейший коллектор из шланга

Солнечный водонагреватель своими руками можно изготовить из различных материалов

Конструирование простых солнечных водонагревательных систем

С экономической стороны выгоднее сконструировать солнечный водонагреватель своими руками.

Простая конструкция

Для этих целей требуются баки, которые покрыты черной краской. К ним присоединяется водопроводная магистраль из дома. Из такой тары вода поступает в душ.

Водонагреватель для бассейна своими руками конструируется из корыта, труб для холодной воды и перелива, выпуска и вентиля. Для прикрытия тары используется прозрачная крышка.

Простые конструкции отличаются такими недостатками:

  • В облачную погоду емкость с водой не нагревается.
  • Ежедневно тару заполняют жидкостью. Нагретую воду аккуратно сливают.
  • Такое устройство располагают только в горизонтальном положении. Поэтому в определенное время КПД снижается.

Использование коллектора

Монтаж сконструированного собственными силами коллектора выгоднее с практической и экономической стороны. Но для достижения положительного результата требуется подготовка.

Конструирование приемника тепла

Дабы нагрев воды осуществлялся круглогодично, требуются:

  • Аккумулирующая тара.
  • Емкость для подпитки.
  • Коллектор.

Монтаж насосного оборудования выполнять необязательно. Для циркуляции теплоносителя теплоприемник устанавливают ниже бака. Тара подпиточная располагается выше, чем аккумулирующая. Емкость, в которую перемещается подогретая жидкость, уплотняют.

Вторая емкость комплектуется поплавковым клапаном, дабы система функционировала. К отведенному патрубку подводят трубу, через которую будет поступать холодная жидкость.

Солнечный водонагреватель для частного дома — устройство и принцип работы гелиоколлекторов

Дабы сконструировать нагреватель воды своими руками, используют:

  • Медные трубки.
  • Трубки из полимерных составов или пластика.
  • Плоские радиаторы из прочной стали.
  • Алюминиевые трубки.

Дабы сконструировать корпус для нагревателя, нередко применяют древесину, фанеру. Мастера конструируют солнечный коллектор из поликарбоната своими руками.

Если все сделано правильно, то можно получить такие преимущества:

  • Пользоваться такой системой можно даже при максимальной загрузке.
  • Период окупаемости сконструированного нагревателя минимальный.
  • Снижение затрат горючего.
  • Такая система быстро подготавливается к эксплуатации.

Какой выбрать для бассейна?

В системах подогрева воды в бассейне можно использовать любой из видов и конструкций Солнечный водонагреватель для бассеинасолнечных водонагревателей.

Для перемешивания воды в бассейне и нормальной циркуляции воды, следует установить в систему циркуляционный насос, это повысит КПД установки, а для потребителя создаст более комфортные условия использования бассейна.

В систему можно включить накопительную емкость, а можно смонтировать контур и без нее, в этом случае накопителем будет служить сам бассейн.

Критериями выбора водонагревателя для бассейна являются:

  1. Месторасположения водонагревателя, его пространственная ориентация;
  2. Вид водонагревателя (стоимость устройства);
  3. Расположение бассейна (на открытом воздухе, в помещении);
  4. Объем бассейна (геометрические размеры и глубина);
  5. Активность использования бассейна (периодичность и количество человек);
  6. Период использования (круглогодично, сезонно, периодически);
  7. Требуемый температурный режим воды в бассейне;
  8. Система водоснабжения бассейна (вид контура, пропускная способность и прочие технические характеристики).

Работа системы подогрева воды для бассейнов работает по следующей схеме: датчик температуры установленный в бассейне определяет заданные параметры воды. При температуре ниже заложенной потребителем, по сигналу датчика включается циркуляционный насос и вода из бассейна поступает в теплообменник нагревателя, где ее температура повышается. Когда вода в бассейне достигает нужной температуры, контроллер отключает циркуляционный насос и нагрев прекращается. Если солнечный водонагреватель остывает, то клапаны перекрываются, вода в теплообменник не поступает.

Очень важно правильно расположить устройство, т. к. это отразится на эффективности его Правильное расположение солнечного водонагревателяработы. При работе водонагревателя возможны потери тепловой энергии, которые происходят при:

  • Испарении воды на всех участках системы;
  • Пользовании бассейном потребителями (купании пользователей);
  • Выполнении профилактических работ и ремонте устройств системы;
  • В связи с теплопроводностью ограждающих конструкций бассейна и разностью температуры воды, конструкций и окружающего воздуха.

Опираясь на критерии выбора устройства, условия эксплуатации и учитывая вероятные потери при работе водонагревателя, можно выбрать модель из различных ценовых групп, фирм производителей и опираясь на отзывы пользователей, которых досточное количество в интернете и технических изданиях.

Солнечные бойлеры в средних широтах

солнечные бойлеры в средних широтах

Производители оборудования и приверженцы сохранения окружающей среды утверждают, что солнечные водонагреватели будут работать при любой температуре. Главное доказательство – они потребляют не энергию окружающей среды, а солнечный свет . Но на практике все гораздо сложнее.

Солнце зимой находится очень низко над землей. И на водонагреватель попадает недостаточное количество света. Поэтому вода греется медленно. И ее количества не хватает для повседневных нужд. За солнечным бойлером приходится постоянно следить, счищая снег. Его также необходимо разместить так, чтобы солнечный свет попадал под углом 90 градусов.

Поэтому для холодного климата специалисты советуют выбирать более традиционные варианты водонагревателей. Они работают бесперебойно и не требуют дополнительных хлопот.

Как установить солнечную систему нагрева воды

Гелиосистема устанавливается на скатной кровле, специальных наклонных площадках или стенах здания. Место для водогрейной установки с солнечными коллекторами выбирается индивидуально с учетом следующих рекомендаций:

  • южная сторона здания;
  • отсутствие видимых препятствий, загораживающих солнечные лучи: деревьев, близлежащих домов и т.д.;
  • место должно быть удобным для дальнейшего обслуживания и ремонта системы.

Перед монтажом и регулировкой трубчатых или панельных водонагревателей определяют оптимальный угол наклона установки. В этом отношении руководствуются следующей формулой:

  • для лета — (широта + (широта – 22,5 градуса)) ÷ 2;
  • для зимы — (широта + (широта + 22,5 градуса)) ÷ 2.
углы наклона коллекторов по сторонам света
Ориентация Угол наклона коллектора
30° 50° 70°
Восток 1,64 1,61 1,61
Восток ­ Юго­Восток 1,45 1,47 1,61
Юго­Восток 1,17 1,15 1,34
Юг ­ Юго­Восток 1,04 0,98 1,14
Юг 1 0,94 1,11
Юг ­ Юго­Запад 1,03 0,97 1,13
Юго­Запад 1,13 1,09 1,27
Запад ­ Юго­Запад 1,35 1,35 1,60
Запад 1.61 1,61 1,61

Угол наклона будет меняться в зависимости от времени года. В связи с этим перед началом зимнего или летнего сезона будет необходимо заново отрегулировать гелиостанцию. Набирает популярность автоматика слежения за солнцем, самостоятельно подстраивающая угол наклона и расположение гелиопанели. В движение конструкцию приводит электромотор, подключенный к бытовой сети на 220 В.
{banner_downtext}
Подключение солнечного коллектора к системе горячего водоснабжения осуществляется следующим образом:

  • Установка водонагревателя — коллектор монтируется с помощью специальной рамы, при необходимости меняющей угол наклона. Можно встроить гелиопанель в кровлю или поставить на ровной площадке. Допускается одновременное подключение нескольких модулей в единую сеть, посредством гидравлических переходников. При установке моноблока учитывают, что вес наполненного бака достигает 300 кг. В месте монтажа потребуется укрепить конструкцию крыши.
  • БКН — бойлер косвенного нагрева необходим для всесезонных гелиосистем. В баке присутствует отдельный змеевик (располагается внизу) к которому, с помощью труб, подсоединяется солнечный коллектор. Ко второму теплообменнику подключается котел.Системы безопасности — в схеме монтажа солнечного водонагревателя трубчатого и панельного типа предусматривается:
    • Устройство для сброса давления — узел, предназначенный защитить от закипания систему ГВС. Модуль подключен к канализации, через трубопровод. При перегреве теплоносителя срабатывает датчик, сбрасывающий горячую воду. Открывается клапан подпитки. В систему ГВС добавляется холодная вода.
    • Защитить солнечную систему от закипания можно при помощи шторок, автоматически закрывающих абсорбер при достижении определенной температуры теплоносителя.
    • Устройство для сброса давления входит в принципиальную схему монтажа солнечного водонагревателя трубчатого типа. Особенность работы этой гелиосистемы в высокотемпературном режиме нагрева. Вода греется до рекордных 60-80°C и может быстро достигнуть точки кипения. Чтобы не допустить перегрева используют группу безопасности.
  • Насосное оборудование — необходимо системам горячего водоснабжения на солнечных коллекторах с принудительным движением теплоносителя. Циркуляционный узел включает: группу безопасности и насос. Оборудование подключается к автоматике солнечного коллектора.
обвязка солнечных коллекторов нагрева воды с отопительным котлом в системе дома
схема обвязки солнечного водогрейного коллектора с ГВС и отоплением

Основные правила техники безопасности при эксплуатации гелиоустановок описаны в СниП III-4-80. Отдельные рекомендации указываются производителями оборудования:

  • монтаж на высоте свыше 5 м выполняет персонал, имеющий допуск к высотным работам;
  • во время составления проектной документации, производят расчет опорных конструкций с учетом возможных ветровых и других нагрузок.
  • для компенсации тепловой нагрузки, расширительный бак выбирается с вместительностью не менее 15% от общего объема теплоносителя.
  • используется предохранительный клапан, с пограничным значением не более 3 атм.

Применение правил техники безопасности и рекомендаций по подключению гелиоколлекторов, непременное условие для ввода системы в эксплуатацию. При нарушении условий подключения стабильная работа солнечных водонагревателей не гарантируется.

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

Эффективность и КПД

Солнечный коллектор не может быть эффективным на 100 % поскольку имеет потери при преобразовании тепловой энергии а так же оптические потери.

Тепловые потери – это часть солнечной энергии, которая была преобразована в солнечном коллекторе в тепловую энергию, но не была использована на нагрев теплоносителя а рассеялась в окружающем воздухе.

Данный вид потерь зависит от разницы температуры в коллекторе и окружающем воздухе и коэффициентов тепловых потерь k₁ (линейный коэффициент тепловых потерь Вт/(м²·К)) и k₂ (коэффициент тепловых потерь с учетом нелинейности Вт/(м²·К²)).

Потери состоят из трех режимов теплообмена:

  1. потери на теплопроводность;
  2. конвекционные потери;
  3. потери на излучение;

Оптические потери – это часть солнечной энергии, которая при попадании на солнечный коллектор не была преобразована в тепловую энергию. Оптическая эффективность солнечного коллектора выражается оптическим коэффициентом полезного действия η₀ (безразмерная величина).

Оптический КПД зависит от поглощательной способности абсорбера, прозрачности изоляции (стекла), и эффективности поглощающей панели (эффективность передачи тепловой энергии от абсорбера к теплоносителю), выражаются в коэффициентах a, t, Fr соответственно.

Таким образом η₀ = (a·t·Fr). Эти коэффициенты являются справочными и определяются при помощи стандартизированных испытаний на специальных стендах, и относится к единице площади солнечного коллектора. Значение η₀ еще называют КПД коллектора при нулевых тепловых потерях.

Реальный КПД солнечного коллектора

Общую эффективность солнечного коллектора определяют значением КПД коллектора:

Пояснение:

  • η- коэффициент полезного действия коллектора;
  • η₀- оптический коэффициент полезного действия;
  • k₁ -коэффициент тепловых потерь Вт/(м²·К);
  • k₂ -коэффициент тепловых потерь Вт/(м²·К²);
  • ∆Т- разница температур между коллектором и воздухом К;
  • Е – суммарная интенсивность солнечного излучения.

Максимальное значение КПД достигается при условии, что разность температуры ∆Т равна нулю. В таком случае коллектор не имеет тепловых потерь.Однако такие идеальные условия в практике не встречаются. Значение η₀ является паспортным значением любого солнечного коллектора и обязательно должен быть указан в документации к солнечному коллектору.

Принципы развития конструирования солнечных коллекторов направлены на увеличение поглощающей способности и уменьшение тепловых потерь. Наибольший оптический КПД имеет открытый коллектор (без прозрачной изоляции) но имеет и наибольшие тепловые потери.

В свою очередь наименьшие тепловые потери имеет вакуумный солнечный коллектор, но обладает небольшим оптическим КПД из-за применения двух слоев прозрачной изоляции, цилиндрической формы абсорбера и промежуточные теплопередачи.

Целесообразность применения в России

В климатических условиях средней полосы России солнечные водонагревательные установки могут эффективно использоваться различными потребителями в бытовых целях в течение 6-7 месяцев в году (март/апрель — сентябрь).

Для нагрева 100 л воды солнечная установка должна иметь 2-3 м2 солнечных коллекторов. Такая водонагревательная установка в летнее время обеспечит ежедневный нагрев воды до температуры не менее 45°С с вероятностью не менее 70-80%.

Как с энергетической, так и с экономической точек зрения для создания бытовых солнечных водонагревателей целесообразно использовать простейшие солнечные коллекторы с одним прозрачным ограждением.

Применение селективных покрытий вряд ли целесообразно по экономическим причинам.

Источники: solarsoul.net, abok.ru

Как сделать своими руками простейший водонагреватель

Из поликарбоната

Один из вариантов изготовления солнечного водонагревателя предполагает использовать в Из поликарбонатаконструкции сотового поликарбоната. Единственное требование к этому элементу конструкции – это светопропускная способность материала. Прочность также важная характеристика, но не является основной.

Из имеющихся материалов, это могут быть различные пиломатериалы или легкие профильные металлические элементы, изготавливается каркас устройства. Из медных трубок сооружается змеевик, предпочтительно в одной плоскости – это абсорбер устройства, по которому будет циркулировать вода.

На концах медной трубки монтируются штуцера для соединения подающей трубой и выходом подогретой воды. В качестве змеевика можно использовать подобную конструкцию от старого холодильника, но в этом случае, параметры змеевика холодильника определят геометрические размеры всего устройства.

Змеевик укладывается в корпус, вся конструкция утепляется теплоизоляционным материалом и с наружной стороны закрывается листом поликарбоната.

Водонагреватель монтируется на выбранном участке в соответствии с географическим месторасположением и подключается к подаче холодной воды и системе потребления нагретой воды.

Из пластиковых бутылок

Простейший водонагреватель использующий энергию солнца для нагрева воды можно Из пластиковых бутылокизготовить из обычных пластиковых бутылок объемом 1,5 литра (или подобных).

Единственное условие, это однотипность этого элемента конструкции.

Важным условием работы такого устройства является герметичность и прочность соединений бутылок между собой. Оптимальным будет вариант, когда в донышке бутылки просверливается отверстие соответствующее по диаметру горлышку бутылки, что позволяет вставлять одну бутылку в другую. Для крепления можно использовать крышки от этих же бутылок, предварительно просверлив в них отверстия.

Соединяя подобным образом можно собрать несколько батарей, в каждой из которых будет по 3-4 бутылки. Количество бутылок в батарее выбирает каждый индивидуально.

В зависимости от количества бутылок в батарее и количества таких батарей, получаются геометрические размеры устройства, на основании которых изготавливается каркас водонагревателя. Каркас, как и предыдущем случае, можно изготовить из имеющихся под рукой материалов. Укладывается утеплитель и по возможности затемняется приемная поверхность (внутренняя поверхность нижней стенки каркаса).

В изготовленный каркас укладываются батареи бутылок, которые соединяются между собой таким образом, что верхние части батарей получаются подключены к подаче холодной воды от источника водоснабжения, а нижние части – к отводящей трубе с подогретой водой.

Лицевая сторона каркаса зашивается стеклом, поликарбонатом либо иным прозрачным материалом, хорошо пропускающим солнечный свет и сохраняющим тепло внутри устройства.

Для осуществления надлежащего нагрева воды следует установить запорные вентили на входящей и отводящей трубах.

Особенности использования солнечных коллекторов

Система отопления или горячего водоснабжение в доме постоянного проживания всегда находится под контролем, что позволяет использовать её с минимальным набором контрольных приборов. Всегда есть возможность вовремя отреагировать на изменения погоды или возникновение критических нарушений в её работе.

В условиях дачного дома нужно предусмотреть ряд блокировок от различных сбоёв, вплоть до полной безопасной остановки работы. Это предполагает использование дорогостоящей аппаратуры. Для дачного варианта также весьма полезной будет возможность установки дежурного режима, позволяющего поддерживать в помещениях минимальную необходимую температуру во время длительного отсутствия хозяев.

В замкнутых двухконтурных системах всегда сохраняется возможность использования нагретой воды из бойлера как для системы отопления, так и для бытовых нужд. Длительное отсутствие хозяев предполагает, что бытового расхода не будет, а автоматизация отопления — давно отработанная операция.

Использование солнечной энергии эффективно и целесообразно. Покупные водонагреватели могут стоить достаточно дорого, но их применение позволит сэкономить на электроэнергии. Кроме того, простую модель солнечного коллектора можно изготовить самостоятельно, из подручных материалов.

  • Автор: admin
  • Распечатать
Оцените статью:

(0 голосов, среднее: 0 из 5)

Отзывы пользователей

Все, кто решился на приобретение солнечного водонагревателя и в конечном итоге пришли к выводу, что альтернативные источники энергии – это отличный вариант экономии и остаются довольны полученным результатом.

В начале придется вложить определенную сумму на реализацию всего проекта, но в дальнейшем это позволит экономить бюджет и не зависеть от различных мировых энергетических кризисов и очередных подорожаний энергоносителей. Как показывает статистика, окупаемость вложенных средств пройдет в течении последующего года активной эксплуатации установки круглый год. Особенно это будет заметно, если работа оборудования будет направлена на обеспечение горячей водой и отоплением целого здания.

Залогом положительного результата также остается профессиональная установка и наладка приобретенного оборудования. Поэтому, чтобы избежать различных неприятных ситуаций, лучше обращаться за помощью к специалистам по данному вопросу.

Из чего можно сделать БКН материалы

  • подготовка аккумулирующей емкости;
  • производство теплообменника;
  • установка ТЭНа;
  • теплоизоляция корпуса.

Как сделать бак косвенного нагрева

  • подходил для пищевой воды;
  • выдерживал нагрев до 90°.

Солнечный водонагреватель своими руками

Размеры

Описание

1500 л

Н

Высота

2285 мм

ø ext

Внешний диаметр (включая изоляцию)

1200 мм

ø int

Внутренний диаметр

1000 мм

F

Вход холодной воды (1″1/4)

315 — 1″1/4 мм — » дюйм

G

Выход воды из нижнего змеевика (1″1/4)

470 мм

L

Отверстие для нижнего датчика температуры (1/2″)

582 мм

M

Подача воды в нижний змеевик (1″1/4)

1180 мм

N

Выход воды из верхнего змеевика (1″1/4)

1330 мм

P

Отверстие для верхнего датчика температуры (1/2″)

1500 мм

Q

Рециркуляция (1″)

1460 — 1″ мм — » дюйм

R

Подача воды в верхний змеевик (1″1/4)

1735 мм

S

Выход горячей бытовой воды (1″1/4)

1935 — 1″1/4 мм — » дюйм

A

Фланец для инспекционного контроля (ø внутр. 114 — ø внешн. 168)

520 мм

B

Дополнительное электрическое сопротивление (1″1/2)

1255 мм

C

Термометр (1/2″)

1825 мм

Из какого материала сделать теплообменник

L = Q / D* (Tг – Тх) * 3,14

  • длина змеевика — L;
  • тепловая мощность — Q;
  • диаметр теплообменника — D;
  • ожидаемая температура горячей и холодной воды — Tr и Tx, соответственно.

ТЭН для комбинированного БКН

P= 0,0011*m*(tk-tн)/T

  • P — мощность ТЭНа;
  • M — масса нагреваемой воды;
  • tk — желаемая температура воды;
  • tн — начальная температура воды;
  • T — время нагревания воды.

Бойлер косвенного нагрева с электрическим ТЭНом

Как сделать теплоизоляцию БКН

  • Корпус покрывают теплоизоляционной краской — в составе присутствуют керамические составляющие, удерживающие тепло. Одновременно ЛКМ защищает поверхность бака от коррозии.
  • Минеральная вата — слой теплоизоляции около 5 см. Оптимально использование базальтового утеплителя. Материал предотвращает тепловые потери, устойчив к воздействию влаги и одновременно пропускает пар, не давая жидкости скапливаться в слоях материала. Сверху минеральную вату закрывают любым материалом с фольгированной основой. Можно использовать Пенофол и производные.
  • Вместо трехслойного утепления допускается использование Полинора. Утеплитель похож на монтажную пену. Легко наносится и предотвращает теплопотери.

Опрос

Примите участие в опросе!

Загрузка ...

 Загрузка …

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.

Вернуться к содержанию

Советы по эксплуатации

Эксплуатация солнечных нагревателей не представляет существенных сложностей. Если система правильно установлена и настроена, то от владельца потребуется лишь поддержание чистоты приемных панелей и целостности соединений. При необходимости надо менять вышедшие из строя узлы и элементы, восстанавливать герметичность трубок и прочих деталей. Никаких специальных рекомендаций не имеется, все действия производятся в соответствии с необходимостью и целесообразностью.

Схема устройства и принцип работы

Солнечный водонагреватель своими руками

С помощью генератора высокой частоты (десятки кГц), в индукционной катушке генерируется переменный ток. По законам физики, в этот момент возникает магнитное поле с постоянно меняющимся вектором. В проводнике, попавшем под действие магнитного поля, возникают беспорядочные вихревые токи. Молекулы начинают хаотичное движение и материал быстро нагревается.

С помощью такого индуктора можно даже раскалить докрасна металлическую заготовку. Поскольку в трубе протекает вода, избыточного нагрева не происходит.

Генератор можно позаимствовать из варочной поверхности (разумеется, индукционной), либо изготовить самостоятельно.

Солнечный водонагреватель своими руками

Еще один вариант донорства — инверторный сварочный аппарат.

Хотя, учитывая простоту электрической схемы, многие домашние мастера изготавливают подобные генераторы из доступных радиоэлементов.

Солнечный водонагреватель своими руками

Как подключить солнечный коллектор к баку (душу) самотечно

Слабым местом для летних солнечных коллекторов остается необходимость использования насоса. Это резко удорожает конструкцию или делает ее вовсе не приемлемой.

Но можно сделать нагревающийся бак, соединенный с солнечным коллектором так, чтобы жидкость двигалась самотечно. Принцип самотека сохраняется – нагреватель расположен ниже, чем накопитель (радиатор).

По данной схеме, при применении труб от ¾ дюйма вода должна двигаться самотечно. Из данного бака нагретую воду можно слить и в бассейн.

v-bak-samotekom.jpg

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...