Слънчев бойлер със собствени ръце

Слънчевият бойлер е вид колектор, който натрупва слънчева радиация, превръща го в топлина и произвежда топла вода за нуждите на потребителите. Идеята за използване на слънчева енергия за отопление на водата се появи отдавна. Така че прототипът на модерен слънчев бойлер е създаден през 18 век в Швейцария. До този момент този метод за нагряване на водата е доста популярен. Световният лидер в прилагането и производството на слънчеви нагреватели традиционно е Китай. В тази страна 60 милиона домакинства използват слънчева енергия за затопляне на водата. И в Израел 85 апартамента имат слънчеви нагреватели. И тяхното използване се регулира от закона, който е в сила от 1976 г., и се задължава да изгражда жилища, използващи такива системи.

Схема на слънчевата фотоволтаична система.

Слънчевите водонагреватели имат няколко предимства. Първо, те позволяват, ако не напълно да се елиминират, да се намали значително консумацията на традиционни енергийни източници, като например газ и електричество. На второ място, те намаляват емисиите на въглероден диоксид в размер, пряко пропорционален на спестената енергия, като по този начин намаляват парниковия ефект.

Резервоар за загряване на вода със собствени ръце

Схемата на слънчевите модули.

Най-разпространеният слънчев нагревател е летен душ. Можете сами да изградите такава система за захранване с топла вода. Това е съвсем просто. Нейната основа е резервоар за вода, който се загрява от слънчевата радиация. Въпреки примитивността си, такава структура е напълно способна да задоволи нуждата от топла вода през топлия сезон.

Най-големият недостатък на този метод на нагряване е, че въпреки достатъчно високата температура на водата в резервоара през деня (понякога до 45 ° C), през нощта пада. За да намалите топлинните загуби през нощта, трябва или да затоплите резервоара през нощта, или да източите остатъците от гореща вода в затоплен резервоар. Такъв резервоар може да бъде газови или електрически бойлери, широко използвани в домакинствата. Избор на бойлер тъй като устройството за съхранение е оправдано и поради факта, че в облачен ден водата в резервоара не се нагрява над 30 ° C и трябва да се нагрее във всеки случай.

Такъв нагревател, изработен от собствени ръце, ще послужи като надежден и икономичен начин за отопление през лятото и бързо ще плати за себе си.

Изборът на този тип слънчев нагревател е необходимо да се вземат предвид няколко от недостатъците му:

• необходимостта от пълнене и източване на резервоара дневно;
• На облачен ден водата в резервоара не се нагрява над 30 ° С.

Монтиране на воден нагревателен резервоар

Схема на нагревателната слънчева система.

За изграждането на слънчев бойлер ние ще се нуждаем от:

• отоплителен резервоар;
• бойлер;
• водопровод с три кранове;
• сензор за нивото на водата.

Като отоплителен резервоар можете да използвате всеки резервоар за вода: стоманена цев, куб или дори тръби с голям диаметър. Най-удобен за инсталиране и използване обаче е специалният полиетиленов резервоар за летен душ с обем до 300 литра. Тя е с плоска форма, лека, боядисана в черно, без ръжда. Всичко това осигурява рационално поглъщане на топлината и лесна инсталация със собствените си ръце. За водопроводните инсталации трябва да се изберат метални пластмасови или полипропиленови тръби за студена вода. Сензорът за нивото на водата е прикрепен към капака на резервоара и се използва за управление на нивото на пълненето му. Схемата за инсталиране и работа на тази система е показана на фигурата.

За пълнене на отоплителния съд с вода, кранчето 3 трябва да се затвори. Клапаните 1 и 2 остават в отворено положение. След напълване водопровод на съда под налягане се припокрива кран 1. В края на деня в нагрятата вода се отделя чрез отваряне на котела 3. Когато кранът не е необходимо да се използва нагревател, е необходимо да се блокира вода котела 3 кран и се използва в нормален режим.

Пасивна система за отопление на вода, използваща слънчев колектор

Схемата на принципа на работа и устройството на слънчевата батерия.

Ако отоплителният резервоар се използва изключително през топлия сезон, слънчевият колектор от пасивен тип дава възможност да се удължи периодът на използване на слънчевата енергия от март до октомври. Пасивна такава система се нарича, защото нейният дизайн не използва помпа. Необходимостта от претопляне на водата с бойлер също е там. Значителни икономии на енергия обаче са неоспорими.

Основният елемент на такава система за загряване на вода е слънчевият колектор. За да се постигне максимална ефективност на този елемент, заедно с надеждността и лекотата на сглобяване, трябва да се обърне специално внимание на топлообменника. Практиката показа, че най-добрият материал на топлообменника са стоманени или медни тънкостенни тръби. Използването на металопластични тръби също е приемливо, но тяхното минус е вероятността от деформация при излагане на слънчева топлина и вероятността от изтичане на вода поради множество връзки. Ако къщата има стар, ненужен хладилник, вместо тръби може да се използва намотка.

Монтаж и монтаж на слънчев бойлер с градински маркуч със собствените си ръце

Схемата на електрическата мрежа при използване на слънчеви панели.

За да се намалят разходите за изграждане на слънчев колектор и намаляване на теглото му, метални тръби могат да бъдат заменени от обикновен градински маркуч, като го завъртите в спирала със собствените си ръце. Неговото предимство - липсата на допълнителни връзки, елиминиране на течове, евтиност, възможността за привеждане на водата от колектора директно към тръбопровода.

За изграждането на слънчев бойлер с колектор от градински маркуч ще се нуждаем от:

• стъкло за прозорци;
• градински маркуч;
• лист от полипропилен или клетъчен поликарбонат за субстрата.

Материалът на маркуча е от каучук или подсилен PVC. Вътрешният диаметър е най-малко 19 мм, за да се намали нивото на хидравличното съпротивление. Дебелината на стената на маркуча е не по-малка от 2,5 мм. Когато избирате цвят, предпочитайте черни или тъмни тонове за по-добра абсорбция на топлина. Стъклото трябва да бъде избрано прозорец, без селективни покрития, тъй като полимерният филм и органичното стъкло лошо задържат дългите вълни и така нареченото i-стъкло отразява късовълновата радиация. Като се има предвид избор между единични и двойни стъкла трябва да се ръководи от правилото: ако нагревателя трябва да се използва по-често в по-топлите месеци, то е по-добре да се даде предимство на едноместно стъклопакет, ако на студения сезон - двойно. Пропастта между пяната и стъклото може да бъде запечатана ръчно със силикон, лепило на водна основа или обикновена пяна. Разстоянието между стъклото и маркуча е 1.2-2 mm.

Принципът на работа на бойлера е един вид на топлина в капан: Слънчева светлина през стъклото, отопляем маркуч, който, от своя страна, също отделя топлина, съхранявани в рамките на корпуса на нагревателя при условие, неговата херметичност. Като основа за цилиндъра вместо листа пяна може да се използва дървена рамка с твърдо дъно и между долния слой и колектора под формата на фолио и гумена подложка.

Монтажът на слънчевия бойлер от градинския маркуч е изобразен на диаграмата.

при монтаж на бойлер трябва да знаете със собствените си ръце, че котелът трябва да бъде поне на 60 см над горния ръб на слънчевия колектор, за да се осигури стабилен термосифон ефект. Дължината на захранващата линия между колектора и котела трябва да бъде възможно най-къса, за да се намали силата на триене в потока вода.

Схема на серпентината за котела.

За да се намали загубата на топлина, маркучите и тръбопроводите трябва да бъдат изолирани. За топлоизолация вътре в сградата, както и на къси участъци от тръбопровода е възможно да се използва за тази цел топлоизолация от полиетиленова пяна за тръби. За топлоизолация на външни клеми и участъци от тръбопровода повече от 3 m, по-добре е да се използва пенополиуретанова пяна. За свързване на маркуча към тръбопровода се използва скоба за гумен тръбопровод.

За да започне да се напълни с вода маркуч и кървят въздух: вентил 2 и отваряне на вода клапан гореща 6. Водата от вода налягане тръба 1 влиза в слънчевия колектор 1. Когато водата за източване, въздушните мехурчета изчезнат, ние заключаваме, че въздушни джобове в резервоара имат , След това отваряме крана 2 и студената вода навлиза в нагревателя под въздействието на термосифонния ефект. За да спрете колектор операция пренаписани кран 3. Недостатъкът на този соларен бойлер работи е необходимостта от периодично включване и изключване клапан за подаване на вода към колектор 3, както и използването на котел за отопление на водата в късния следобед в облачен ден и през студения сезон. В противен случай тя престава да циркулира.

Изчисляване на капацитета на пасивния бойлер

За да се изчисли капацитета на пасивния бойлер, ще са необходими следните параметри:

• диаметър на маркуча;
• температура на въздуха;
• среден брой часове слънчево греене за период.

Известно е, че маркуч 1 м, външен диаметър 25 мм при температура на въздуха от 25 ° С в слънчев ден загрява 3.5 литра вода до температура от 45 ° С, и когато температурата на въздуха се повишава до 32 ° С при същите условия - на +50 ° С. Средният годишен брой часове на слънце за Москва и района на Москва е 5,5 часа, като се отчитат облачните дни. По този начин, с дължина на маркуча от 10 м в колектора, капацитетът е: 3,5 * 10 * 5,5 = 192,5 литра загрята вода. Долната граница на температурата на въздуха, при която колекторът работи, е +5 ° С. Когато температурата се понижи, водата от колектора трябва да се източи.

Ефективност на използването на слънчев бойлер

Има мнение, че Русия не е подходяща за използване на слънчева енергия за отопление на водата поради доста студения климат. Това обаче е далеч от случая. За да се определи дали ефективни слънчеви нагреватели по нашите географски ширини, ние ще работят термин като слънчасване (количеството на слънчевата енергия достига земната повърхност). На територията на Русия годишният индекс на изолация варира между 800 и 1900 kWh / m2. В региона на Москва тази цифра е 1100 kWh / m2. Например, в Германия, с подобен индекс на изолация, подобни системи покриват обща площ от повече от 6 милиона квадратни метра.

Слънчевите нагреватели са доста приложими в средните географски ширини на нашата страна. Те могат да спестят до 60 електроенергия. Според проучване, проведено от Германския институт по физика на строителството, средно семейство от 4 души консумира средно 4400 kWh годишно. Това количество енергия може да произведе слънчеви модули с площ от само 34 м2. И дори ако слънчевият воден нагревател, произведен от собствените си ръце, ще бъде по-малък от аналога на индустриалното производство, икономията на енергия остава значителна.