Как самостоятельно собрать солнечный водонагреватель?

Ввод в эксплуатацию самодостаточной гелиосистемы, способной покрывать потребности отдельного дома или целого региона в электричестве и теплоте, стоит огромных денег. Частично решить эту проблему способен солнечный водонагреватель, который можно собрать по инструкции и чертежам своими руками. О том, что это такое и как его самостоятельно сделать, пойдет речь далее.

Оглавление:

1. Классификация и схема действия
2. Что понадобится для сборки водонагревателя?
3. Инструкция по шагам
4. Возможные ошибки
5. Цена вакуумных и плоских моделей

Устройство и принцип работы

Для того, чтобы энергию нашего светила можно было использовать, скажем, для производства электричества или подогрева воды в системе ГВС, ее для начала необходимо собрать, а уже потом трансформировать. В связи с этим, все гелиоустановки можно разделить на два основных класса:

1. Батарея. Устройство для накопления и трансформации солнечной энергии в постоянный электрический ток.

2. Коллектор. Используется для сбора видимого, а также ближнего инфракрасного излучения с последующим производством тепловой энергии.

Такие установки могут применяться для обслуживания систем отопления и ГВС. В последнем случае имеет смысл говорить уже про полноценный солнечный водонагреватель или бойлер.

Классификация таких солнечных установок происходит по нескольким основным критериям:

• Циркуляция теплоносителя в контуре. Существуют бойлеры с естественной и принудительной схемой движения воды. Принципы действия подобных устройств имеют сходство с системами отопления: в первом случае должны соблюдаться уклоны и физические законы, а во втором – правильное расположение резервуара (аккумулятора) или применение насосов.
• Тип нагревателя. Используются панельные и вакуумные модели, которые отличаются степенью теплопотерь в окружающее пространство.
• Схема циркуляции. Может быть организована модель с разомкнутым, одно- и двухконтурным солнечным водонагревателем.

С конструктивной точки зрения любой водонагреватель такого типа состоит из следующих частей:

1. Солнечный коллектор. Эта часть, как уже говорилось выше, отвечает за восприятие излучения и нагрев за его счет теплоносителя (воды), который циркулирует в системе.

2. Внутренний аккумулирующий блок/резервуар. Используется для накопления подогретой воды, поддержания необходимой температуры и раздачи потребителям.

Солнечный водонагреватель имеет простой принцип работы: по законам физики или под воздействием насоса охлажденная вода попадает в его нижнюю часть. Оттуда по наклонным трубкам он поднимается к верху, попутно разогреваясь от лучей. Все потоки объединяются в сборной трубе, откуда подаются на аккумулирующий резервуар или прямо на смеситель.

Материалы и комплектующие

Солнечный водонагреватель для дачи можно собрать самому, используя существующие рекомендации, руководства. Очень помогут чертежи, которые желательно сделать собственноручно. Если концепция и технология сборки отработаны, то пора приступать к работе. Первое, с чего нужно начать – это материалы, комплектующие, инструменты, которые выбираются согласно типу устройства.

Для того, чтобы изготовить и собрать независимый источник энергии на вакуумных элементах, понадобятся такие инструменты:

• Средства личной защиты человека (комбинезон, перчатки, обувь).
• Набор гаечных ключей, отверток, торцовочных головок и т. д.
• Средства для проверки герметичности соединений.
• Фитинги и т. д.

Для того, чтобы сделать подающую и обратную линии, обычно применяют стальные, медные или ПВХ трубы. Количество возможных мест поворота, а, значит, необходимости использования специализированных фитингов, сводится к минимуму. Также выбирается вариант соединения промежуточных участков и стыкующихся компонентов (сварка, пайка, резьба с уплотнением).

Чтобы собрать вакуумные солнечные коллекторы для дачи, нужно купить такие комплектующие:

1. Группу клапанов (проходных, предохранительных).

2. Набор смесителей для подготовки комфортной температуры воды в точке разбора.

3. Отсечную арматуру (шаровые краны).

4. Сборный (верхний) бак для теплоносителя.

5. Набор вакуумных трубок с прокладками.

6. Рамную конструкцию для крепления всех элементов.

Недостаток такого типа солнечного водонагревателя – это необходимость купить стандартные комплектующие, которые нельзя изготовить своими руками, в частности, вакуумные элементы. Они дорогие, поэтому такие капиталовложения оправданы при установке и круглогодичной эксплуатации полноценной гелиосистемы. Если хочется привнести комфорт и горячую воду, скажем, в дачный дом, который в лучшем случае используется сезонно, то можно обойтись бюджетными вариантами и простыми «народными» конструкциями. Например, как солнечный коллектор применяется трубчатый змеевик или простой резервуар с водой, окрашенный в черный цвет. Этот момент является ключевым, если вакуумный нагреватель планируется сделать самому, ведь такая гамма способствует максимальному поглощению лучей. Воду он нагреет, но об отоплении речи быть не может.

Правильная последовательность работ

Схема сборки солнечного водонагревателя включает следующие основные этапы:

1. Подготовка. Вначале нужно взвесить все за и против, определиться с типом коллектора (панельный, вакуумный трубчатый, пластиковый), материалами, составить план.

2. Опорная конструкция (каркас). Монтажный блок обеспечивает правильное расположение труб, панелей, соединений, соблюдение размеров, дополнительную жесткость и устойчивость. Если планируется установка стандартного солнечного бойлера, то к нему можно приобрести или получить в комплекте элементы рамы. Чем больше габарит водонагревателя, тем громаднее будет конструкция, а значит, лучше ее сделать непосредственно на крыше, поэтапно поднимая и собирая каждый узел. Если же необходимо смонтировать самодельный водонагреватель, то порядок сборки зависит от габаритов и высоты, на которую планируется его разместить.

3. Основные компоненты солнечных батарей. Когда опорная рама закреплена, можно приступать к установке нагревательных и сборных узлов. Если нужно разместить на основе типовые элементы, к примеру, накопительный бак, вакуумные трубки, панели, используют соответствующие руководства из комплекта поставки. В каждом отдельном случае будут присутствовать различные рекомендации, соблюдать которые важно во избежание разгерметизации контура отопления или ГВС, правильности циркуляции. Также следует учитывать требования техники безопасности, поскольку придется работать на высоте, а узлы могут иметь солидный вес. В процессе скрепления труб проверяется герметичность. Когда монтируется самодельный, например, трубчатый змеевиковый водонагреватель, его вполне можно сделать на земле (согнуть или соединить угловыми фитингами промежуточные участки), а уже потом поднять на место.

4. Сборка и подключение дополнительных узлов. В зависимости от типа может потребоваться установка на солнечные батареи датчиков температуры, ТЭНов, воздухоотводчиков.

5. Подключение системных трубопроводов. Когда основная конструкция готова, следует приступать к ее соединению с циркуляционным контуром. В случае с водонагревателем он будет иметь подводящую линию, напрямую связанную с водопроводом, и напорную – по ней нагретый теплоноситель подается на точку разбора или промежуточный аккумулирующий бак.

6. Подвод электричества. Если система имеет претензии на автономность, то скорее всего ее температурные датчики, клапана будут связаны с домовым контроллером, соблюдая сечение проводов и соединения.

7. Заполнение контура. Этот этап является необходимым для проверки гидравлической работоспособности водонагревателя, а также герметичности.

8. Настройка контроллера и пуск. После всех монтажных и поверочных работ на блоке управления задают параметры и вводят в эксплуатацию.

Рекомендации и типичные ошибки

Процесс монтажа солнечного коллектора своими силами для дачи или дома так или иначе сопряжен с появлением ошибок и порой довольно грубых, влияющих на работоспособность всей системы (отопления, ГВС):

1. Несоблюдение последовательности и технологии.

2. Сборка каркаса на земле с последующим подъемом на крышу (тяжеля и габаритная рама может привести к повреждению кровли).

3. Несоблюдение пространственной ориентации (снижение плотности эффективного облучения в течение года).

4. Выбор некачественных или неподходящих материалов (нарушение циркуляции, разгерметизация контура отопления и ГВС).

5. Отсутствие заземления.

Цены на рынке

Такие решения для дачи и дома широко представлены в торговой сети. Их стоимость зависит от типа, мощности, комплектации и региона, что видно на примере сравнительной таблицы:

Как показывает статистика, стоимость солнечных батарей колеблется в достаточно широких пределах. К примеру, плоские панели в регионах оцениваются на уровне 20 000 − 50 000 рублей, тогда как вакуумный водонагреватель – в районе 25 000 − 35 000. Вполне можно собрать своими руками или полностью изготовить простые модели, пользуясь инструкциями.