солнечный подогрев воды в душе на даче
Нагреваем воду для летнего душа энергией солнца в закладки 32
Как нагреть воду для летнего душа
Прежде чем устанавливать на тонкую стенку большой бак для воды, хорошенько рассчитайте, сможет ли она выдержать подобную нагрузку.
Греем воду с помощью конденсатора от старого холодильника
Самый простой водонагреватель для летнего душа можно сконструировать из конденсатора от старого холодильника. Эта часть имеет форму змеевика. У большинства холодильников конденсатор уже выкрашен в черный цвет и выполнен из металла.
Направленный в сторону солнечных лучей, он будет хорошо прогревать проходящую воду. Змеевик конденсатора пристраивается параллельно стенке бака. Вода будет поступать в змеевик снизу, поднимаясь для прогрева, и снова поступать в бак сверху. Так жидкость циркулирует по змеевику, равномерно прогревая все слои воды в баке. Такую же конструкцию можно соорудить и для рукомойника. Нагретая задень вода и вечером будет оставаться теплой.
С помощью старого шланга
Существует еще один эффективный способ нагрева воды в душевом баке. Для этого понадобится черный шланг длиной не менее 10 м. Дополнительный обогрев для душа лучше устроить на крыше рядом с баком.
Подготовьте каркас из реек, куда будет уложен шланг. Затем выкладывайте его спиралью, начиная с внутреннего радиуса. Делайте первое кольцо как можно плотнее, оставляя меньший радиус, а вот последнее должно быть самым большим. Диаметр шланга не должен быть большим, иначе вода будет дольше прогреваться и медленнее циркулировать.
Теперь осталось подсоединить готовую конструкцию к резервуару с водой. Внутренний конец присоедините к нижнему краю бака, через внешний вытяните воздух из шланга. Это может занять 5 секунд, после чего вы услышите характерный шум, если поднести шланг к уху.
Закрепите внешний конец шланга к верхнему краю бака так, чтобы до поверхности воды осталось еще 5-10 см. Через верхний край шланга в бак будет поступать горячая вода. Такая конструкция способна нагреть полный бак за день даже не в самую хорошую погоду.
К сожалению, жарких дней в году не так много. По этой причине в первой половине июня и начиная со второй половины августа, вряд ли вода в душе будет настолько теплой, чтобы можно было мыться. Предлагаем вам варианты ее подогрева.
Как своими руками сделать солнечный водонагреватель?
Почему солнечные водонагреватели приобретают всё большую популярность среди населения? Это обусловлено как экологическими проблемами, так и экономией средств на энергоресурсах. Развитые страны сегодня вкладывают большие финансовые средства в разработку проектов, связанных с использованием солнечной энергии. В результате на свет появляется много различных устройств для производственной сферы и бытового использования. Но для многих сегодня приобретать такие устройства довольно дорого. Поэтому становится популярным изготовление солнечных водонагревателей своими руками. Сегодня мы поговорим об этом подробнее.
Принцип действия солнечного водонагревателя
Для того чтобы изготовить работающий солнечный водонагреватель, нужно понять его принцип работы. Лучше всего рассмотреть схему работы водонагревателя на примере вакуумного водонагревателя промышленного изготовления. Такое устройство может подогревать воду даже в зимнее время при умеренных морозах. Всё, что для него нужно, это солнце.
Функционирование вакуумного солнечного водонагревателя состоит из следующих этапов:
На изображении ниже показана схема работы вакуумного солнечного водонагревателя.
Принцип работы вакуумного водонагревателя
Такую вакуумную установку сделать в домашних условиях своими руками нереально. А вот плоский водонагреватель с абсорбером вполне можно сделать самостоятельно. Для этого изготавливается прямоугольный корпус и в него помещается медный змеевик, который сообщается с накопительным баком. Задняя стенка этого корпуса должна иметь хорошее утепление, чтобы не было потерь тепла. Вода в контуре может циркулировать под действием разницы температур или прогоняется насосом.
Медную трубку змеевика чаще всего припаивают к пластине из меди (или другого металла с высокой теплопроводностью) или запрессовывают в неё. Эта пластина вместе со змеевиком выкрашивается в чёрный цвет, чтобы лучше собирать солнечное тепло. Лицевая сторона плоского коллектора защищена прочным стеклом. Все стыки должны быть промазаны термостойким герметиком.
Плоский солнечный водонагреватель
Разновидности солнечных водонагревателей
Помимо вышеназванных вакуумных и плоских водонагревателей есть также и другие более простые варианты, которые можно реализовать своими руками в домашних условиях. Из самых простых солнечных водонагревателей можно назвать простую бочку с водой на крыше летнего душа.
Солнечные водонагреватели можно подразделить в зависимости от напора воды на пассивные и активные. На пассивных моделях вода двигается под действием гравитации или конвекции. Эти нагреватели более дешёвые и их легче сделать своими руками, но их производительность небольшая. Активные водонагреватели имеют в своей конструкции электрический насос, контроллер, различные клапана.
Активные модели солнечных водонагревателей можно разделить:
Накопительные водонагреватели
В этом случае вода нагревается под действием солнечного излучения в каком-либо резервуаре. После того как она нагреется до нужной температуры, у вас сразу будет большой объем воды.
Самый простой обогреватель, а именно, бак на летнем душе, относится к накопительному типу. Ёмкость бака может быть любая в зависимости от того, на сколько членов семьи он рассчитан. Его окрашивают в чёрный цвет, а в нижней части делается отверстие для душевой насадки. Сверху нужно отверстие для заполнения бака водой. Бак иногда заменяют кубом из металла или простой металлической бочкой с открытым верхом.
Простейший солнечный водонагреватель
Проточные водонагреватели
Здесь смысл заключается в том, что вода нагревается в процессе прохождения по длинной системе шланги или труб, по которым она прогоняется. Проходить по системе трубок вода может как самотёком, так и под давлением насоса. В самодельных солнечных водонагревателях используются самые простые и недорогие материалы.
К примеру, в качестве системы трубок могут использоваться обычными с садовые шланги для полива. Они укладываются на тёмный, матовый материал. Это может быть резина, покрашенный в чёрный цвет пенопласт, рубероид и так далее. Если вы делаете конструкцию на один сезон, то можно сложить шланг обычной бухтой, подключить к воде, и всё.
Проточный солнечный водонагреватель
Шланги трубы соединяются с помощью обыкновенных червячных хомутов. Длину шланга подсчитать довольно сложно потому, что должно учитываться множество различных параметров. Температура воздуха, число солнечных дней, свойства используемого материала и так далее. Так, что здесь длину змеевика нужно подбирать в экспериментальном порядке.
Есть примеры, когда люди делали бюджетный вариант солнечного водонагревателя с использованием шланга и пластиковых бутылок. Шланг при этом нанизывался на бутылку, для чего в донышке прорезалось отверстие по его диаметру. И затем такую конструкцию укладывали на шиферной крыше. Здесь важно подобрать шланг по горлышку бутылки и сделать конструкцию наиболее герметичной. Тогда будет происходить быстрый и существенный нагрев воды в шланге.
Изготовление солнечного водонагревателя своими руками
Чтобы сделать систему нагрева воды для дачного летнего домика, не требуются какие-то капитальные сооружения. Здесь потребуются небольшие вложения и не так много времени.
Какие материалы потребуются?
На изображении ниже можно посмотреть плоский солнечный водонагреватель в разрезе.
Плоский водонагреватель в разрезе
Расширительный бак делается объем примерно на 100 литров. Сделать его можно из бака, бочки, сварить металлический куб или любым другим способом. Очень важно сделать для бака наружный слой теплоизоляции. В нижней части бака устанавливается медный змеевик в виде спирали и соединяется с коллектором. Наполнение бака водой будет происходить из водопровода, скважины или любого другого источника, который имеется у вас на участке. Для контроля уровня воды в этой ёмкости должен быть поплавковый кран.
Экономически выгодный бойлер — солнечный водонагреватель
Обновлено: 23 февраля 2021
Типы солнечных водонагревателей и их характеристики
Солнечные водонагреватели представляют собой комплект оборудования для нагрева воды с помощью солнечной энергии. Другое название этих устройств — солнечные коллекторы. В отличие от фотоэлектрических панелей, использующих для производства электроэнергии солнечный свет, солнечные нагреватели сразу получают тепловую энергию, которую передают теплоносителю (воде, антифризу и т.п.).
Они образуют целую систему, состоящую из следующих элементов:
По типу циркуляции
Циркуляция теплоносителя позволяет получать тепловую энергию взамен отданной во внутреннюю атмосферу дома. Существует два вида:
Принудительная циркуляция более эффективна и позволяет располагать узлы системы в наиболее удобном порядке, не обращая внимание на перепады высот и объемов.
По типу коллектора
Существуют конструкции коллекторов, обладающие разной эффективностью, возможностями и способом передачи тепла. В их числе:
От того, какой коллектор установлен в системе, и насколько он удачно вписывается во внешние условия региона — климат, погода, количество и продолжительность солнечных дней — зависит, насколько эффективной будет система нагрева воды от солнца.
Для чего можно использовать?
Солнечный нагреватель воды, как правило, используется в качестве основного или дополнительного источника энергии для подготовки теплоносителя отопительного контура. Кроме того, солнечный подогреватель воды может готовить горячую воду для бытовых нужд.
Одним из распространенных способов использования нагрева воды от солнца является подача горячей воды в летний душ или умывальник, а также подогрев воды в бассейне. Возможно использование подогретой воды для полива растений в теплицах и парниках. Чем удачнее внешние условия, тем больше способов применения солнечных панелей для нагрева воды можно найти и использовать.
Установка
Солнечные водонагреватели для дома устанавливаются на открытой площадке с таким расчетом, чтобы поток солнечных лучей падал на них отвесно в течение всего дня. Солнце перемещается по небосклону, но обеспечить максимально равномерное освещение всегда можно. Основная задача — обеспечить отсутствие преград для получения тепловой энергии. Обычно установку коллекторов производят на скатах крыши, так как это позволяет сэкономить площадь участка и исключит доступ злоумышленникам, животным и прочим нежелательным элементам.
При удачном размещении панели температура застоя (теплоносителя, не находящегося в состоянии циркуляции) может достигать до 300°. Такого результата достичь непросто, чаще всего температура не превышает 60-65°, но и это вполне допустимый результат для отопительной системы, контура ГВС или теплого пола. Однако, возможность повышения температуры выдвигает особые требования к материалу соединительных трубопроводов.
Важно! Не допускается монтаж пластиковых или стальных труб, только из нержавеющей стали или меди. Кроме того, контур надо качественно теплоизолировать.
Ошибки, допущенные при монтаже, снижают эффективность работы водонагревателя на солнечных батареях, цена которого достаточно велика, чтобы относиться к этому с пренебрежением. Существуют два типа установки, имеющие принципиальное различие:
Пассивная
Активная
Обзор рынка: производители и модели
Наибольшее развитие и распространение технология получила в южных странах, где поток энергии находится в постоянном доступе. Покупателей, которые решили приобрести и установить солнечные батареи для нагрева воды, цена нередко интересует даже больше, чем технические и эксплуатационные характеристики.
Рассмотрим наиболее известные фирмы, занимающиеся производством этого оборудования:
Необходимо учесть, что данное оборудование может быть очень дорогим не столько из-за высокого качества, сколько в зависимости от страны-изготовителя. Так, российские установки могут стоить 20 тыс. руб., а европейские аналоги того же уровня будут стоить в 3-4 раза больше.
Какой выбрать для бассейна?
Выбор гелионагревателя для бассейна обусловлен его размерами, объемом воды, местом расположения и прочими критериями. Солнечные водонагреватели, цены и параметры которых находятся в наилучшем сочетании, могут быть изготовлены в разных конструкционных вариантах. Могут быть использованы все доступные варианты, от простейших открытых конструкций, до наиболее сложных и дорогих систем с конденсационными камерами.
Чем проще комплекс, тем он дешевле и надежнее, но и эффективность его будет соответственно ниже. Основным критерием выбора следует считать размер искусственного водоема и частоту подпитки извне. Специалисты рекомендуют для бытовых целей обходиться несложными и дешевыми гибкими моделями, представляющими собой резиновые плоскости с впаянными внутри трубками, по которым пропускается вода. Они недороги, но дают вполне достаточно тепла для поддержания нормальной температуры в бассейне.
Если необходимо подогревать воду в искусственных водоемах общественного или коммерческого пользования, рекомендуется приобретать полноценные комплексы из вакуумных трубок, или панельные конструкции. Они демонстрируют высокую эффективность и позволяют получать достаточное количество тепловой энергии. Параметры таких установок подробно изложены в паспорте, что позволяет выбрать комплекс, наиболее подходящий по производительности.
Как сделать водонагреватель своими руками?
Самостоятельное изготовление солнечного водонагревателя позволяет сэкономить некоторое количество денег и получить возможность бесплатного нагрева воды для любых нужд. Нет смысла использовать дорогостоящие материалы, поскольку результат будет зависеть не столько от их, сколько от тщательности и аккуратности сборки, а также от площади нагрева. Браться за изготовление вакуумных или конденсационных установок нецелесообразно, проще сделать самые доступные и надежные панели. Рассмотрим наиболее популярные и распространенные варианты самостоятельного изготовления солнечных водонагревателей:
Из поликарбоната
Поликарбонат — прозрачный листовой пластик. Для изготовления коллектора нужен сотовый материал, представляющий собой двойной лист, соединенный поперечными полосками. Вся плоскость представляет собой множество каналов, разделенных друг с другом, но имеющих выход наружу с торцовой части.
Для изготовления надо взять два листа одинакового размера. Один будет абсорбером, т.е. получать солнечное тепло и отдавать его воде. Второй — наружный защитный слой, обеспечивающий безопасность рабочей пластины и способствующий сохранению тепловой энергии. Для утепления используется пенопластовый лист такого же размера, который будет наклеен на заднюю сторону.
В качестве манифольда (распределителя) будет использоваться полипропиленовая труба. Для каждой панели нужно 2 таких трубы. В них надо сделать продольный пропил, длина которого точно равна ширине листов поликарбоната. В эти пропилы вставляются торцы рабочих пластин (оба), после чего тщательно герметизируются с помощью клеевого пистолета.
Важно! Задняя сторона рабочей пластины красится в черный цвет, после чего на нее наклеивается пенопласт. Затем на лицевую сторону наклеивается внешний защитный слой.
На диагонально противоположные торцы полипропиленовых трубок наклеиваются штуцеры, с помощью которых коллектор будет присоединяться к остальной системе. Свободные торцы плотно герметизируются заглушками. После высыхания клея коллектор наполняют водой и проверяют наличие утечек, которые сразу же устраняют. После этого панель можно присоединять к системе и вводить в эксплуатацию.
Из пластиковых бутылок
Коллектор из пластиковых бутылок — один из вариантов самодельного трубчатого водонагревателя. Собственно, бутылки служат только для теплоизоляции, основную функцию выполняют черные пластиковые трубки, торцы которых вставлены в средние патрубки ПВХ тройников. Эти тройники соединяются в одну линию, образуя коллектор, который можно впоследствии увеличивать до любого размера, просто присоединяя дополнительные трубки. У бутылок отрезают дно, одевают их на трубку одну за другой так, чтобы горлышко плотно входило в заднюю част.
Получается внешняя прозрачная труба, прикрывающая трубку и создающая эффект парника внутри. Когда по трубкам пропускается вода, она нагревается от солнечного тепла и направляется в систему для использования по назначению.
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.
Делаем солнечный коллектор для душа своими руками
Солнечный коллектор для летнего душа своими руками создать на даче, в загородных домах, в подобных условиях сможет каждый — есть много способов и все они не слишком сложные, используются подручные, доступные материалы. Главное для самоделки — соорудить систему, эффективно аккумулирующую солнечную энергию, адсорбер, и магистраль с минимальными теплопотерями. Опишем самые распространенные методы самостоятельной сборки летней душевой, на основании которых пользователь сможет сооружать также и свои модификации.
Общее понятие о гелиоколлекторах
Для кустарного солнечного коллектора можно использовать любые трубы, шланги, б/у или ненужные радиаторы с внутренними полостями и даже секции отопительных батарей.
Преимущество самоделки в том, что она чрезвычайно слабо подвержена поломкам, в ней ничего не перегорает, все детали можно набрать даже со свалок.
Что такое гелиоколлектор
Солнечные коллекторы — это секции с системой трубок, секций нагревающихся солнцем, аккумулирующие его тепловую энергию и передающие ее воде. Заводские приборы данного типа могут быть сложными — специальные вакуумные трубки или плоские вакуумные блоки, наполненные особой жидкостью — теплоносителем.
Вверху (наконечники) — медные колбы теплообменники, указанное нагретое вещество поднимается из полости трубок/секций в них, концентрирует там тепло. Эти элементы объединяются частью (строго говоря — коллектором), в которую поступает обрабатываемая вода, она омывает их, происходи передача ей тепла. Сверху секция может накрываться материалом (характерно для плоских моделей), способствующим притяжению и концентрированию солнечных лучей или же трубки могут оставаться не накрытыми (достаточно свойств их материала).
Не только летний душ обеспечит солнечный коллектор, для душа повседневного, хорошо теплого он тоже подойдет.
Заводская продукция, конечно же, сложнее, но в основе всех таких систем аналогичный принцип: циркуляция воды по солнечному абсорберу или его теплообменнику.
Есть более простые конструкции: вода движется в системе трубок (змеевике) в секции, накрытой притягивающем солнечные лучи материалом. Внутри обычно устанавливают черный материал, часто используют зеркальное покрытие (фольгу) — лучи будут отражаться и еще раз нагревать внутреннее пространство. Такой блок имеет определенную степень герметичности — кроме того, что нагреваются трубки, в самой среде там концентрируется тепло (как в духовке).
В самом элементарном виде солнечный коллектор — это горизонтальная плоская спираль из черного резинового шланга, накрытая притягивающем солнце темным прозрачным матовым полотном. Часто добавляют небольшой насос и фильтр. Модификаций может быть много: система ПВХ трубок, небольших пластиковых/резиновых секций — но принцип аналогичный.
Надо отличать 2 системы: душ с солнечным коллектором и на солнечных батареях. Это разное оборудование нагрева. Солнечная панель предназначена для сбора тепла, которое передается специальным узлам (инверторам, генераторам), преобразующим его в электричество, аккумулирующееся АКБ и использующееся затем на разные потребности, включая нагрев воды ТЭНами. Гелиоколлекторы же изначально предназначены для отопления, это самодостаточные модули, напрямую подготавливающие жидкость, которая протекает по их змеевикам, по секциям с теплообменниками, их невозможно применить по иному назначению.
Принцип работы самодельного солнечного коллектора с душем
Циркуляция основывается на естественной конвекции: более теплое вещество внутри змеевика коллектора расширяясь, приобретая меньшую плотность, поднимается, через выходной патрубок поступает в верхнюю часть цистерны-аккумулятора. Более холодный слой у днища вытесняется, перемещается по другой трубе в нижний сегмент змеевика, нагревается, снова поднимается.
Пока солнце светит, жидкость постоянно движется по описанному контуру, причем с каждым циклом внутрь змеевика она попадает уже не совсем холодная, таким образом, все более нагреваясь. Бак приподнят над солнечным абсорбером, поэтому циркуляции при ночном охлаждении теплоносителя не опрокидывается — холодный слой просто скапливается на нижней точке схемы (дно коллектора), а теплая — остается в бочке.
В среднем коллекторы выдают +50…+60° C, особо удачные конструкции — +70, качественные изделия из металла в южных районах (ниже рассмотрен медный абсорбер) могут обеспечить температуру кипения.
Как располагаются трубы, необходимость насоса
В систему можно добавить небольшой маломощный насос, он обязательный, если элементы расположены так, что не обеспечивают естественную циркуляцию. Если есть помпа, то бочку и коллектор по отношению друг к другу можно ставить на любой высоте.
Классическая схема душа с бочкой и гелиоколлектором с пластиковым змеевиком
Все методы рассматриваемых самоделок несложные: обобщенно, это утепленный корпус с трубками (металл, пластик), бочка на верху кабинки под прямыми солнечными лучами и магистраль циркуляции. Все остальные способы — модификации описанной конструкции. Под ультрафиолетом пластик утрачивает прочность, трескается, поэтому металлический бак тоже хорошо подойдет. Впрочем, можно использовать любой материал, даже деревянную бочку, если она не будет рассыхаться.
Не обязательно также делать сложную конструкцию выхода воды, предусматривать возможность смешивания ее с холодной жидкостью. Можно обойтись и простым гибким перекрывающимся шлангом с душевой насадкой. Если бочка будет наполняться бытовым насосом, вручную ведрами из колодца, то также отпадает необходимость сооружать магистраль до питающего крана (наш пример с ним).
Для кабинки использовались железные рамы от старых пружинных кроватей. Применялась сварка. На каркасе сделаны перемычки и сверху посадочное место под бочку.
Дренаж — яма на отдалении от душа с канавками, постепенно углубляющимися в сторону от него. Углубления заполнены крупной щебенкой, гравием строительным мусором.
Далее, сделаны ручным буром скважины под ножки каркаса, который установили в них и забетонировали (по ведру на каждую опору).
Порядок сооружения летнего душа с иллюстрациями
Подготовка элементов: бочка, трубы, душевая лейка, шланг, поплавковый клапан для подачи воды.
Подача будет осуществляться по выделенному каналу гибким шлангом (10 м ¾ дюйма). Также приобретено 5 м трубки потоньше ½ дюйма для раздела потоков — на кран душа и на заполнение.
Для начала необходимо сделать настил, чтобы не наступать на грязь во время принятия душа. Этот элемент обработан антисептической пропиткой, покрашен яхтным лаком.
Размечаем бочку, чтобы правильно поставить магистраль подачи/наполнения. С восточной стороны, слева от входа в душ — впуск воды (для наполнения от дворового крана). Там наметим место сверления отверстия под обычный поплавковый клапан от бачка унитаза. Сверлим шуруповертом со ступенчатым сверлом.
Клапан (поплавковый) вставляется, фиксируется гайкой. Устанавливаем кран отверстием вниз, так шланг не будет заламываться. Применяем паклю и герметизирующую смазку «Унипак».
Далее, применяем для подключения к шлангу быстросъмные соединения. А также в бочку можно вставить термометр.
Устанавливаем 2 штуцера. Сначала обозначаем уровень наполнения, выход холодной воды (внизу), вход горячей (вверху).
Врезаем на днище еще 2 штуцера — для душа и для слива на всякий случай. К первому присоединяем кран. В нашем случае он с тройником с вентилем для подмешивания холодной воды. Можно обойтись и более простой конструкцией — одним краном. На сливной патрубок ставим заглушку. На питающий шланг приделываем грузило.
Бочка сверху накрывается крышкой, там сверлят несколько небольших отверстий для «дыхания». Бак заполняется дворовым краном через гибкую подводку. Но также воду заливать можно ведрами, насосом через верх без отдельной подводки.
Бочка сама выступает своеобразным солнечным коллектором, термосом, нагреваясь на солнце.
Солнечный коллектор
Из обычных пластиковых труб (внешний диаметр 20 мм) и фитингов собирают решетку (змеевик). На верхних и нижних концах по диагонали приваривают заглушки. Сверху, снизу приваривается коллектор из тройников 25–20–25 мм.
Следующий этап — корпус: рама из бруса 50х50 мм с бортиками:
Делаем теплоизоляцию, чтобы пойманное солнечное тепло аккумулировалось внутри короба. Применяем экструдированный фольгированный пенополистирол 30 мм:
Разметка под держатели для труб и их установка:
Устанавливаем гелиоколлектор чуть ниже бочки, для конструкции соорудили металлический каркас, но также можно сделать попроще: из дерева или просто закрепив с опорой на подходящей поверхности.
Дальше — важные «мелочи»: на короб стекло, оргстекло или толстая пленка, прозрачный/полупрозрачный пластик, герметизация монтажной пеной. Последняя мера крайне желательная, так как даже небольшое отверстие может привести к критической потери тепла. Крышка прозрачная, чтобы воздействие лучей усиливалось: они попадают внутрь и еще раз нагревают трубы отражаясь от фольгированного покрытия. Вся магистраль утепляется пенофолом.
Такая система обеспечивает нагрев до +51° C. Циркуляция естественная: вода, нагреваясь внутри коллектора, периодически из него выплескивается в бочку, забирается с верхнего сегмента на душ, а холодный слой однвременно снизу вытесняется на змеевик.
Недостатки
Причина сравнительно слабого нагрева: теплопроводность полипропилена (из него сделан змеевик) очень низкая, сравнимая с керамзитом и древесиной, то есть он лучше подходит для изоляции, а не для теплообмена. Если использовать металл (особенно почерненную медь), в том числе и в роли внутренней оббивки короба, то температуру можно поднять вплоть до точки кипения при жарком климате.
Заменить полипропилен можно также гофрированными нержавеющими трубками как от шланга душа. В роли отражателей внутрь поставить дюралевые пластины.
Совет: не используйте пластиковый клапан с поплавком — он треснет, так как не рассчитан на теплую воду, поставьте латунную конструкцию.
Возможные вариации узлов
Бочку можно утеплить полиэтиленом и подобными материалами, если они будут черными, то эффективность улучшится.
Принцип смесителя: если есть линия подачи холодной воды, ее можно использовать как для наполнения бака, так и для разбавления горячего душа. То есть должно быть питание от дворового крана или еще один бак для холодной воды, обвязанный с «горячей» бочкой.
Вариант с двумя бочками
Что потребуется для гелиоколлектора (в данном примере площадь 1 кв. м):
Перепад между точкой забора и входа в коллектор — 2 м.
Точка сброса воды перенесена из верхней на нижнюю треть бака. Так теплый и холодный слой лучше перемешиваются. Достигается +45… +50° в солнечные дни, в пасмурные — +35° C.
Две бочки по 160 л обвязываются полипропиленовыми трубами — с ними легче работать, чем с металлопластиковыми. Система работает на термосифонном принципе, конвекции: горячая жидкость идет вверх, холодная вниз. Насос, соответственно топливо или электричество, не требуется, циркуляция происходит сама собой.
Сооружают раму из трубы для гелиоколлектора, наклон 45°, ориентация — строго на юг. Делают подставки для бочек.
Бочку для горячей воды можно оснастить ТЭНом, чтобы не остаться без воды в пасмурные дни. На дне этой емкости 3 выхода: 2 для магистрали от солнечного коллектора (теплую воду закачивает в бак, холодная возвращается в него). Третий вывод — для смесителя душа. Трубы, дополнительно утепленные, соединены американками, то есть их можно разъединить при потребности, не повредив элементы, простым откручиванием. А также так удобнее собирать систему прямо на месте.
От баков к смесителю проложены обычные садовые шланги, утепленные вспененным полиэтиленом, они зафиксированные на штуцерах обычными хомутами. Перед смесителем эти шланги объединяются: ставят шунт с шаровым краном. Этот элемент — для комфорта: если закончится теплая вода, на шунте можно открыть вентиль и уровень жидкости в цистернах выравнивается, а при ее подаче обе бочки заполняются одинаково, отпадает потребность в раздельном наполнении.
Кран после наполнения баков перекрывается. Дальше система функционирует так: холодная жидкость поступает в коллектор через его нижний патрубок, расширяется при нагреве в нем, поднимается и посредством верхнего патрубка идет к накопительной цистерне, а оттуда в душ. Важно, чтобы бочки были расположены на 0.5–1.5 м выше коллектора. Надо организовать забор воды из теплых верхних слоев, для чего заборный гофрированный шланг (можно взять от стиральной машины) снабжают поплавком из пенопласта.
Для мониторинга количества жидкости в бак для теплой воды (теплоаккумулятор) врезается прозрачная трубка с черным поплавком. Цистерны утепляют пенофолом — 2 слоя по 5 мм. Теплую емкость накрыли кругом из ЭППС толщиной в 5 см.
Указанное выше утепление не особо эффективное, его можно применить на период подготовки более основательной отделки, состоящей из минваты 100 мм, пенопласта 5 см. Данный элемент чрезвычайно важен: бочка будет работать по принципу термоса, за сутки охладится всего на несколько градусов, что даст возможность использовать теплую жидкость ночью.
Как функционирует система: пример из реального опыта
Описанная выше система солнечного коллектора с душем отлично показала себя даже не в особо теплом, сравнительно с Югом, климате Подмосковья. С вечера баки наполняются 120–130 литрами. Солнце начинает нагревать их и гелиоколлектор в 8:30 или раньше. В нашем случае до этого времени падала тень от дома. К 18:00 лучи начинают ложиться по касательной – КПД снижается.
Итог: 120 л, заливаемых из колодца с t° +8 при t° воздуха в +22…+24, к 15:00 прогреваются до +45° C. К 17:00 — до +52° C. В облачные дни при t° среды 18–20° C достигается +35° C. Нагрева вполне хватает для хорошо теплого душа. Надо учесть, что утепление можно улучшить. За 5 мес. экономия на счете за электроэнергию достигает 3500 руб.
Из радиатора холодильника
В сети есть описание самодельного гелиоколлектора с радиатором холодильника. Процесс изготовления в целом описан нами выше, напомним кратко основные моменты:
Из медных трубок
Коллектор с медным змеевиком, оббитый изнутри листами из этого же материала чрезвычайно эффективный. Пожалуй, самый эффективных из найденных нами в сети. Трубки и полосы спаиваются специальным паяльником-автогеном на швах, стыках, поэтому медный абсорбер — это был самый трудоемкий этап, занявший 2 дня.
Медь почернили, поместив ее в ванну с персульфатом калия:
Корпус утеплили, на заднюю стенку прикрепили фольгу для отражения тепла. Все зазоры тщательно уплотнили:
Конструкцию перенесли на место, для этого ее обернули обычной пищевой пленкой, и только после транспортировки и подключения установили стекло:
Результат: в жарком южном климате под прямыми лучами медь раскалилась, вода нагрелась до кипения, были даже заметные следы плавления полимерных элементов конструкции. Целесообразно в душ с солнечным абсорбером такого типа подмешивать холодную жидкость, для чего предусмотреть отдельную бочку с ней или подачу от крана.
Самые простые варианты гелиоколлекторов для летнего душа
Элементарность самых непритязательных вариантов солнечных коллекторов не означает их неэффективность. Несмотря на порой хлипкую не привлекательную конструкцию, часто собранную из хлама, они свои функции выполняют.
Впрочем, даже если не придерживаться некоторых указанных выше советов, коллектор будет выполнять свои функции. Рассмотрим яркие примеры.
Простой резиновый шланг, полипропиленовые трубы в герметичном корпусе:
Выше на последнем фото отличное решение — черное ограниченное пространство создает эффект духовки, змеевик толстый, его стенки тонкие, нагревается быстро.
Из ПЭТ бутылок, бутылей
Элементарный способ — гелиоколлекторы из пластиковых бутылок. Конечно же, их крайне рекомендовано выкрасить в черный цвет, подойдет даже обычный баллончик с краской. В одном из вариантов бутылки используются как кожух для труб змеевика.
Схема системы с ПЭТ бутылками:
Тут пластиковые бутылки с черным уплотнителем выступают кожухом для змеевика:
