ВОДУ СОГРЕЕТ СОЛНЦЕ (Водонагреватель солнечный своими руками)

Теплообменник

То самое тепло, которое мы ощущаем от солнечных лучей, может быть ис­пользовано и для хозяйственных нужд на загородном участке — например, для подогрева воды для душа, кухни или полива растений. Устройство такого солнечного подогревателя несложное. Нужно лишь на скате крыши установить так называемый теплообменник: свёр­нутый спиралью шланг, соединённый с бачком с водой.

Сразу же необходимо отметить, что для подогрева воды солнечный тепло­обменник подходит в основном весной, летом и ранней осенью (применение этой конструкции в более холодное время требует дорогостоящих, довольно сложных, переделок).

Предлагаемое решение лучше всего использовать для дачных помещений, не подключённых к электросети и имею­щих покатую крышу (рис.1). Основа конструкции — трубчатый пластмассо­вый теплообменник, уложенный в ящик размерами 2×1 м. Его собственная разо­вая ёмкость приблизительно 20 литров. Естественно, что этого недостаточно, поэтому следует смонтировать и под­соединить бак, который будет пополнять систему водой по мере его прогревания и использования.

Размещать теплообменник следует на южной стороне крыши таким образом, чтобы его не закрывала тень рядом на­ходящегося здания или дерева. Тепло­обменник (рис.2) соединяется с располо­женным также в чердачном пространстве баком, который должен находиться выше коллектора.

Коэффициент полезного действия солнечного нагревателя можно повы­сить, если его поместить в ящик под застеклённую раму (рис.2). Ещё лучше, если ящик при этом расположить ниже кровли, внутри чердака.

Для этого предварительно следует снять кровлю и обрешётку (с площади, равной размерам теплообменника), а затем застеклить получившееся «окно». Применять стёкла больших размеров довольно неудобно, а иногда и небезо­пасно, поэтому для этой цели подойдут листы средних размеров. Ящик тепло­обменника крепится непосредственно к стропилам крыши, в таком месте, чтобы к нему был обеспечен прямой доступ солнечных лучей. В этом случае будет полнее использоваться тепловая солнечная энергия, с одной стороны, и исключаться охлаждение коллектора ветром, с другой.

В качестве дополнительного бака может использоваться 200-литровая бочка, воду в которую можно закачивать один-два раза в день с помощью насоса, чтобы уровень воды внутри бочки или коллектора не превышал номинальную величину, необходимо установить трубу для вывода лишней воды на поверх­ность крыши.

Дополнительный бак при этом играет двойную роль: заполняет коллектор по мере использования из него горячей воды и снабжает дом холодной водой.

Солнечный подогреватель на земле

Если солнечный подогреватель устра­ивается только на летний период — на­пример, для душа, — его можно устано­вить неподалёку от кабинки, соорудив под него простейший наклонный каркас (рис.3).

Трубы теплообменника при этом укладываются также спиралью или не­прерывной плотной змейкой.

В обоих случаях трубы для упроще­ния могут быть расположены «в откры­тую», однако лучше и здесь убрать их в ящик с окрашенными чёрной краской внутренними поверхностями и остекле­нием.

Плоскость теплообменника по от­ношению к площадке, на которой он устанавливается, должна находиться под углом 45° и развёрнута в сторону максимального нахождения солнца. Бак располагается над нагревателем или не­посредственно на душевой кабине.

Теплообменник-«плетень»

Наряду с традиционным решением и расположением коллектора для обе­спечения тёплой водой могут быть и другие решения. Возможен, например, вариант, когда каждый отрезок трубы пристыковывается к двум поперечным соединительным отрезкам большего диаметра (см. рис.3, 4, 6).

Подобно тому, как в качестве ограды жилых домов, дач и садов часто исполь­зуется плетёная изгородь из ветвей, мож­но выполнить ограду из… пластмассовых труб солнечного подогревателя. В этом случае столбы ограды делаются из бруса с выпиленными пазами для труб, что, впрочем, не обязательно, так как трубы могут, как в плетне, просто переплетать­ся и ложиться друг на друга (рис.4).

При этом ограда может быть любой длины, так как пластмассовые трубы можно резать ножовкой или обычным острым ножом и сваривать или со­стыковывать независимо от того, что удалось приобрести: катушку труб или нарезанные по 2 м куски. Полипропилен при 200°С начинает плавиться, а затем при остывании затвердевает, поэтому сварка труб проста и доступна всем. Для оплавления соединяемых отрезков труб достаточно приложить к торцу любую раскалённую металлическую пластину, а затем края труб пригнать друг к другу. Через несколько секунд они остынут, об­разовав прочное соединение.

«Гребень» с пробками

С обеих сторон каждой секции теплообменника-ограды горизонтальные переплетённые трубы соединяются вер­тикальным «гребнем» из труб большего диаметра (рис.5). Такие секции сварива­ются из отдельных отрезков труб, в сты­ках которых встраиваются перегородки или пробки (рис.6). Это необходимо для нормального функционирования нагре­вателя, который должен иметь единый замкнутый контур прохождения нагре­вающейся воды. А без таких перегородок закачиваемая в теплообменник холодная вода будет вытеснять только некоторую часть уже нагретой

В плетнёвом теплообменнике непре­рывный змееобразный контур достигает­ся благодаря именно пробкам, делящим каждый гребень на сектора. Поскольку «гребень» состоит из колен, пробки лучше всего устанавливать в местах их спайки. При этом необходимо следить за тем, чтобы пробки не образовывали мёртвых, закрытых участков.

При присоединении горизонтальных труб теплообменника к «гребню» не обязательно их приваривать: достаточно в каждый «гребень» вварить под трубы присоединительные патрубки-штуцера (см. рис.6), диаметры которых обеспе­чивали бы плотную посадку трубы на них. Однако нежелательно многократное подсоединение и разъединение их: это приведёт в конечном счёте к нарушению герметичности соединения.

Холодная вода поступает в тепло­обменник из бака через нижний конец одного из «гребней», тёплая же выво­дится через верхний.

При этом необходимо следить за тем, чтобы коллектор не подвергся чрезмер­ному давлению воды (желательно иметь регулируемый водопроводный кран во входной водопроводной сети).

В этом варианте также может быть установлен и водонапорный бак для обе­спечения подачи воды в коллектор. Бак лучше поднять, установив на сваренный из стальных уголков каркас. Такое реше­ние имеет своё дополнительное преиму­щество: в коллектор будет поступать уже частично подогретая в баке вода.

Обозначения:

Рис. 2. Чердачное расположение водонагре­вателя:

1 —бак с водой;

2—застеклённый ящик тепло­обменника;

3 — трубы теплообменника.

Рис. 3. Душевой (наземный) водонагрева­тель:

1 —каркас;

2—труба раздачи подогретой воды;

3—трубы теплообменника;

4—бак.

Рис. 4. «Плетение»а теплообменника:

1 — бруски-«колья»;

2—трубы теплообменника.

Рис. 5. Теплообменник- «плетень»:

1 —бруски-«колья»;

2—трубы теплообменника;

3—секцион­ный соединительный гребень.

Рис.6.«Гребень» теплообменника:

1 —секции «гребня»;

2—водоотводящая труба;

3—штуцеры под трубы теплообменника;

4—пробка-разделитель секций гребня;

5—водоподводящая труба.