Сонячний водонагрівач: принцип дії. Це спеціальний пристрій технічного типу, яке використовують для того, щоб нагрівати воду і для цих цілей використовується сонячна енергія в інфрачервоному і видимому діапазоні.
Водонагрівач, що працює від сонця, є різновидом сонячного колектора, але різниця полягає лише в тому, що вода з нагрівача використовують за прямим призначенням, а не в якості теплового носія для системи теплового постачання.
Принцип дії сонячного водонагрівача заснований на тому, що пристрій поглинає енергію сонячних променів і передає її воді для використання в подальшому.
Різновиди пристроїв
Нагрівачі води, що працюють від сонячної енергії, можна розділити за такими критеріями:
Способу нагрівання води-прямий нагрів (використовується одноконтурна система) і непрямий нагрів, при якому використовується двоконтурна система.- Водний нагрівач з’єднаний з накопичувальним баком завдяки трубах, по яких за допомогою природної циркуляції рухається вода. Підживлення здійснюється холодною водою в міру того, як витрачається підігріта. У цьому способі нагрівання в системі циркулює холодоагент, а в накопичувальному Баку є конденсатор, на якому рідина, яка циркулює в закритому контурі нагрівача, передає енергію воді. Рідина, в свою ж чергу, буде циркулювати в контурі споживача.
- Способу забезпечення циркуляції-природна (в цьому випадку рух води відбувається завдяки різниці температур у водному нагрівачі і у споживача), примусового типу (виконується за рахунок установки циркулярного насоса).
- За типами конструкції (плоскі і вакуумні).
Плоский
Такі елементи використовують в системі з непрямим і прямим нагріванням води. В такому випадку установка буде складатися з несучого каркаса з облаштуванням теплової ізоляції, а також з пристрою для поглинання сонячної енергії (абсорбера). У ролі останнього використовуються трубки з міді, а зовні каркас закривають склом. Такий тип конструкції найпоширеніший в порівнянні з усіма іншими.
До переваг такого сонячного водонагрівача для дачі віднесемо:
- Можливість використання для різних систем.
- Надійність пристрою.
- Високі показники ефективності.
- Невибагливість до експлуатації.
- Тривалий термін експлуатації.
До недоліків віднесемо:
- При пошкодженні Неможливий частковий ремонт, тільки повна заміна.
- Низький коефіцієнт корисної дії установки.
Вакуумний
Такі пристрої використовують в системі з непрямим нагріванням води. В якості основи такої конструкції використовується Вакуумна труба, яка складається з різних трубок різного діаметру, які поміщені одна в іншу з зазором з вакууму між ними. Кілька трубочок поміщають в один корпус, у верхній частині встановлюють в єдиний блок, по якому і відбувається циркуляція води з зовнішнього джерела.
Промені сонця потрапляють на трубки, розташовані зовні, які і грають роль абсорбера. У мідних трубочках, які менше по діаметру, нагрівається особлива рідина, яка при нагріванні починає випаровуватися. Пар піднімається наверх, і передає свою енергію воді, яка циркулює, а після конденсується і стікає вниз.
До переваг можна віднести:
- Можливість використання пристрою протягом цілого року.
- Високий коефіцієнт корисної дії.
- Універсальність в користуванні.
До недоліків віднесемо:
- Малий термін експлуатації в порівнянні з аналогами.
- Схильність руйнувань через впливів зовнішніх факторів.
- Неможливо використовувати в регіонах, де зовнішнє повітря має негативні температури.
Як бачите, у кожного з видів свої переваги і недоліки.
Середня вартість
Через те, що більшість жителів планети намагається перейти на використання в повсякденності альтернативних джерел енергії для того, щоб отримувати тепло, електрику і гарячу воду, пропонуємо асортимент товарів досить великий. Сонячні нагрівачі води випускають підприємства РФ та інші виробництва за межами. На вартість сонячного водонагрівача для будинку і його установку буде впливати компанія-виробник і країна виготовлення, тип конструкції (вакуумний або плоский), а також комплектація поставки і регіон, в якому буде здійснена покупка.
Найдешевший варіант буде коштувати 155 000 рублів, і за таку суму у вас вийде купити «сонячний водонагрівач для басейну» від Інтекса (Китай), з такими технічними характеристиками – Розмір 1.2*1.2 метра, призначається для використання з фільтр-насосом, продуктивність якого не більше 9400 л/год, а Вага 3.7 кг.
Водонагрівач, що працює від сонця під назвою «ДАЧА-ЛЮКС» (виробництво Росія), має обсяг в 125 літрів і буде коштувати 29 000 рублів. У комплектації поставки є накопичувальний бак, комплект трубок вакуумного типу (15 штук), а також контролер. Площа поглинання становить 2.30 м2. Установка німецького походження для постачання гарячою водою «АигоЅТЕР plus» можна купити за 195 000 рублів, а в повній комплектації за 455 000 рублів. За таку суму ви отримаєте системи постачання гарячою водою, яка повністю виключає можливість закипання, а також нагрівач для води з ємністю від 150 до 350 літрів і від 1 до 3 сонячних колекторів.
Установка має регулятор управління і додатковий нагрівач електричного типу. Як видно з цифр, наведених вище, розкид за вартістю досить великий, тому кожен покупець (нехай навіть і потенційний) може вибрати такий пристрій, який буде відповідати пропонованим вимогам і відповідним за вартістю.
Як вибрати пристрій для басейну
В системі нагрівання води для басейну можна використовувати будь-який вид і конструкцію сонячного водонагрівача. Для того щоб перемішати воду в басейні і забезпечити його нормальною циркуляцією, буде потрібно установка в систему циркулярний насос, що допоможе підвищити коефіцієнт корисної дії установки, а для власника басейну створить найкращі умови для того, щоб використовувати басейн. Ви можете включити в систему накопичувальну ємність, а можете створити контур і без неї, але в такому випадку в якості накопичувача води буде сам басейн.
Основними критеріями для підбору водного нагрівача в басейн є:
Робота підігріває системи для басейну буде за такою схемою-температурний датчик, який встановлений всередині басейну, буде визначати задані параметри води. При температурі, яка нижче, ніж встановлена споживачем, за сигналом датчика буде підключатися циркуляційний насос і вода з басейну почне надходити в тепловий обмінник нагрівача, де температура буде підвищуватися. Коли вода всередині чаші досягне необхідної температури, контролер автоматично відключає роботу циркуляційного насоса і нагрівання припиняється. Якщо водонагрівач сонячного типу остигає, то клапана перекриваються, і вода не буде надходити в тепловий обмінник. Дуже важливо, щоб пристрій був розташований правильно, так як саме місце розташування буде безпосередньо відбиватися на ефективності його працездатності.
Під час роботи водного нагрівача є ймовірність втратити теплової енергії, які можуть статися при:
- Випаровуванні рідини на кожній ділянці системи.
- Користуванні басейном (купанні людей).
- Виконанні робіт профілактичного властивості, а також ремонті системних пристроїв.
- Через теплопровідність огороджувальної конструкції басейну і різниці температури води, повітря і конструкцію
Отже, якщо спиратися на критерії підбору пристрою, Умови користування і з урахуванням ймовірності втрат під час роботи нагрівача можна підібрати модель з будь-якої цінової категорії, компанії-виробника і на підставі реальних відгуків користувачів, яких достатньо в Інтернеті і технічних виданнях.
Як зробити простий водонагрівач своїми руками
З полікарбонату
Одним з варіантів для створення сонячного водонагрівача для дачі своїми руками передбачає використання для конструкції стільниковий полікарбонат. Єдиною вимогою для такого елемента конструкції є світлопропускна здатність матеріалу. Хоча міцність є однією з найважливіших характеристик, вона не є основою.
З тих матеріалів, що є в наявності, можуть бути використані пиломатеріали або профільні легкі елементи з металу, які будуть потрібні для виготовлення каркаса пристрою. З мідних трубок робимо змійовик, причому бажано в одній площині – це і буде ваш абсорбер для водонагрівача, в якому буде відбуватися циркуляція води. На кінцях трубок з міді встановіть штуцера для з’єднання труби, що подає і виходу нагрітої води. У ролі змійовика можна використовувати схожу конструкцію від непотрібного холодильника, але лише в тому випадку, якщо параметри змійовика від холодильного обладнання будуть визначати геометричні розміри пристрою в цілому.
Змійовик слід укласти в корпус, а після утеплити всю конструкцію за допомогою теплоізоляційного матеріалу і закрити із зовнішнього боку листом полікарбонату. Після цього водонагрівач встановлюють на заздалегідь підібраному ділянці і відповідно до географічним розташуванням, а далі підключають до водної подачі і системі збуту нагрітої води.
З пластика (пляшок)
Така дуже проста система нагріву води від сонячної енергії допускає її самостійне виготовлення зі звичних для всіх пластикових пляшок з об’ємом в 1.5 літра (або будь-якого іншого розміру, але щоб се були однаковими).
Також важливою умовою роботи для такого пристрою вважається міцність з’єднань і герметичність пляшок між собою. Буде ідеально, якщо на денці пляшки буде просвердлено отвір, яке буде відповідати діаметру шийки від пляшки, щоб вийшло вставити одну пляшку в іншу. Для кріплення допустимо використовувати кришки від тих же пляшок, в яких заздалегідь повинні бути просвердлені отвори.
Залежно від того, яка кількість пляшок буде зібрано для сонячного водонагрівача у вигляді батареї і кількості батарей, вийдуть геометричні розміри пристрою, і на підставі них можна буде робити каркас. Як і в попередньому випадку, каркас можна зробити з матеріалів, які є під рукою. Після укладайте шар теплоізоляції і по можливості затемніть приймальню поверхню (внутрішню частину нижньої стінка каркаса).
У готовий каркас залишається укласти пляшкові батареї, які будуть з’єднані між собою так, що верхні частини батарей будуть підключені до подачі холодної рідини від джерела постачання водою, а нижні до відвідної труби з нагрітою водою. Сторона каркаса з “особи” повинна бути зашита полікарбонатом, склом або будь-яким іншим прозорим матеріалом, який добре пропускає сонячне світло і зберігає тепло всередині пристрою. Для прийнятного рівня нагріву води потрібно встановити запірний вентиль на відвідну і вхідну трубу.