Слънчевият бойлер е тип колектор, който натрупва слънчева радиация, превръщайки я за нагряване и произвежда топла вода за нуждите на потребителите. Идеята за използване на слънчевата енергия за отопление на водата отдавна е възникнала. Така че прототипът на съвременния слънчев бойлер е създаден през XVIII век в Швейцария. Към днешна дата този метод за отопление на вода е доста популярен. Световният лидер на използването и производството на слънчеви нагреватели е традиционно Китай. В тази страна 60 милиона домакинства използват слънчева енергия за отопление на водата. И в Израел 85% от апартаментите имат слънчеви нагреватели. Освен това тяхното използване е регулирано от закона, което е валидно от 1976 г. и задължава да изгражда жилища, използващи такива системи.
Схема на слънчевата фотоелектрична система.
Водонагревателите имат няколко предимства. Първо, те позволяват изобщо да не се елиминират, след това значително да се намали консумацията на традиционни енергийни носители, като газ и електричество. Второ, те намаляват емисиите на въглероден диоксид в сумата, пряко пропорционална на най-голямата енергия, като по този начин намаляват парниковия ефект.
Бък за отопление на вода със собствените си ръце
Схема на слънчеви модули.
Най-често срещаният слънчев нагревател е летен душ. Можете да конструирате такава система за гореща вода със собствените си ръце. Тя е напълно лесна. Базата на нея е резервоар за вода, който се нагрява от слънчева радиация. Въпреки примитивността си, такава структура е доста способна да задоволи нуждата от гореща вода в топлия сезон.
Най-големият недостатък на този метод на отопление е, че въпреки достатъчно високата температура на водата в резервоара през деня (понякога до 45 ° С), той пада в продължение на една нощ. За да се намали загубата на топлина през нощта, е необходимо или да се изолира резервоара за една нощ, или да се обединят остатъците от гореща вода в затоплен резервоар. Такъв резервоар може да служи като газови или електрически котли, широко използвани в домакинствата. Изборът на котел като задвижване е оправдано и защото в облачен ден водата в резервоара няма да затопли 30ºС и във всеки случай трябва да се затопли.
Такъв отоплител, направен от собствените му ръце, ще служи като надежден и икономичен начин да се излекува през лятото и бързо ще плати за себе си.
Изборът на този тип слънчев нагревател е необходимо да се вземат предвид няколко недостатъка:
- необходимостта да се запълнят ежедневно и да обедините резервоара;
- В облачен ден водата в резервоара не се нагрява над 30ºС.
Статия по темата: Топлинния сензор: Как да свържете термостата
Инсталиране на резервоар за вода
Схема на водонепровод Heliosystem.
За изграждането на резервоар за слънчева вода, ще ни трябва:
- резервоар за отопление;
- котел;
- Водна тръба с три крана;
- Сензор за ниво на вода.
Можете да използвате всеки резервоар за вода като резервоар за нагряване: стоманена барел, куб или дори тръба с голям диаметър. Въпреки това, най-удобният за монтаж и използване е специален полиетиленов резервоар за лятната душа с обем до 300 литра. Има плоска форма, леко тегло, боядисано черно, а не ръжда. Всичко това осигурява рационална топлинна абсорбция и проста инсталация със собствените си ръце. За водоснабдяване трябва да се изберат металпластични или полипропиленови тръби за студена вода. Сензорът за водно ниво е прикрепен на капака на резервоара и се използва за управление на нейното ниво на пълнене. Схемата за монтаж и работа на тази система е показана на фигурата.
За да запълните резервоара за отопление, е необходимо да затворите кранчето 3. Кран 1 и 2 остават в отвореното положение. След пълнене на капацитета, налягането е припокрито от кран 1. в края на деня, нагрятата вода се обединява в котела чрез отваряне на кранчето 3. Ако нагревателят не е необходимо, кранът 3 трябва да бъде припокриван и използвайте котел в нормален режим.
Пасивна система за отопление на вода с помощта на слънчев колектор
Схема на принципа на работа и устройство на слънчевата батерия.
Ако резервоарът за нагряване на водата се използва изключително в топлия сезон, тогава слънчевият колекционер на пасивния тип дава възможност да се разшири периодът на използване на слънчева енергия от март до октомври. Пасивната такава система се нарича, защото помпата не се използва в нейния дизайн. Необходимостта от изтегляне на водата с котел в този случай. Въпреки това, значителни икономии на енергия са безспорни.
Основният елемент в такава отоплителна система е слънчев колектор. За да се постигнат максимални показатели за изпълнение на този елемент, заедно с надеждността и простотата на сглобяването, трябва да се обърне специално внимание на топлообменника. Практиката показва, че стоманени или медни тънкостенни тръби са най-добрият топлообменник материал. Използването на метални пластмасови тръби също е допустимо, но тяхната минус е вероятността за деформация, когато е изложена на слънчева топлина, както и вероятността от изтичане на вода поради различни съединения. Ако има стар, ненужен хладилник в къщата, тогава вместо тръби можете да използвате неговия серпентин.
Монтаж и монтаж на слънчев бойлер с помощта на градински маркуч със собствените си ръце
Схема на електрическата мрежа, когато се използват слънчеви панели.
За да се намали цената на изграждането на слънчев колектор и да намали теглото му, металните тръби могат да бъдат заменени с обикновен градински маркуч, като го завъртат в спирала със собствените си ръце. Предимството му е липсата на допълнителни съединения, премахване на изтичането, ниската цена, възможността за сумиране на вода от колектора директно към тръбопровода.
Статия по темата: Възможно ли е допълнително да рисувате долиния тапет
За изграждането на слънчев бойлер с колектор от градинския маркуч, ние ще се нуждаем от:
- стъкло за прозорци;
- градински маркуч;
- Полипропилен или клетъчен поликарбонатен лист за основата.
Материал на маркуча - гума или подсилен PVC. Вътрешен диаметър - не по-малко от 19 mm за намаляване на нивото на хидравлично съпротивление. Дебелината на стената на маркуча не е по-малка от 2,5 mm. При избора на цвят, за да се даде предимство на черните или тъмните тонове за подобряване на топлината. Стъклото трябва да бъде избрано от прозореца, без селективни покрития, тъй като полимерният филм и органичното стъкло лошо забавяне на радиацията с дълги вълни, а така наречената I-стъкло отразява късата. Когато избирате между едно и двойно остъкляване, правилото трябва да се ръководи от правилото: ако нагревателят ще се използва по-често в топлия сезон, тогава предпочитанията е по-добре да се даде единична остъкляване, ако студеният сезон е двойно. Разликата между пяната и стъклото може да бъде запечатана със собствените си ръце, използвайки силиконова, водна основа или проста подложка за пяна. Разстоянието между стъклото и маркуча е 1.2-2 mm.
Принципът на действие на такъв бойлер е в един вид термичен капан: слънчевите лъчи попадат през стъклото, маркучът се нагрява, който от своя страна също дава на топлината, упорита вътре в корпуса на бойлера при състоянието на водата нейната стягане. Като основа за бойлера, вместо лист от пяна, дървена рамка с твърдо дъно и слой между дъното и колектора във формата на фолио и гумен килим могат да се използват.
Инсталирането на слънчевия бойлер от градинския маркуч е изобразено в диаграмата.
Когато инсталирате бойлера, трябва да знаете със собствените си ръце, че котелът трябва да е на ниво най-малко 60 cm над горния ръб на слънчевия колектор, за да осигури стабилен термофон ефект. Дължината на захранващата тръба между колектора и котела трябва да бъде толкова кратка за намаляване на силата на триене при течаща вода.
Схема на бобина за котел.
За да се намали загубата на топлина, заключенията на маркуча и тръбопровода трябва да бъдат термично изолирани. За топлоизолация на закрито, както и в къси части на тръбопровода, изолацията на полиетиленова пяна за тези цели може да се използва за тези цели. За топлоизолация на външни заключения и тръбопроводи над 3 m, по-добре е да се използва фолио полиуретанова пяна. За да свържете маркуча към тръбопровода, скобата се използва за каучукови тръби.
Първо трябва да запълните маркуча с вода и да освободите въздух от него: ние затваряме кранчето 2 и отварям кран на гореща вода 6. Водата от водоснабдяването 1 попада в слънчевия колектор 1. Когато въздушните мехурчета изчезват, Ще изчезнаме в канализацията, заключаваме, че в колектора няма задръстване на въздушното движение. След това отваряме кранчето 2, а студената вода под действието на ефекта на термосификатора влиза в нагревателя. За да спрете работата на колекционера, припокриване на кран 3. минус на този слънчев бойлер е необходимостта от периодично включване и изключване на водоснабдяването на колектора на кран 3, както и използването на бойлер за лекуване на водата края на деня в облачно време и по време на студения сезон. В противен случай тя престава да циркулира.
Статия по темата: Как бързо да отстраните винилови тапети от стените
Изчисляване на работата на пасивния бойлер
За да се изчисли работата на пасивния бойлер, ще са необходими следните индикатори:- диаметър на маркуча;
- температура на въздуха;
- Средния брой слънчеви часове за периода.
Известно е, че 1 m от маркуча, външния диаметър на който е 25 mm, при температура на въздуха +25 ºС на слънчев ден загрява 3,5 литра вода до температура от +45 ° С и с увеличаване на температурата на въздуха +32 ºС при същите условия - +50 ºС. Средният годишен показател за броя на слънцето за Москва и Московския регион е 5.5 часа, като се вземат предвид облачни дни. Така, с дължина на маркуча 10 m в колектора, производителността ще бъде: 3.5 * 10 * 5.5 = 192.5 л отопляема вода. Долната граница на температурата на въздуха, при която работата на колектора е полезна, е +5 ºС. Когато температурата намалява, водата от колектора трябва да бъде обединена.
Ефективността на използването на слънчев бойлер
Има мнение, че Русия не е подходяща за използване на слънчева енергия, за да лекува вода поради достатъчно студен климат. Това обаче не е така. За да се определи дали слънчевите нагреватели са ефективни в нашите географски ширини, ние ще работим с такава концепция като инсолация (количеството слънчева енергия, попадаща върху повърхността на земята). На територията на Русия годишният темп на инсолация варира от 800 до 1900 kW / m2. В Московския регион този индикатор е 1100 kWh / m2. Например, в Германия, с подобен показател за оздравяване, такива системи обхващат общата площ над 6 милиона м2.
Слънчевите нагреватели са напълно приложими в средните географски ширини на страната ни. Те могат да спестят до 60% от електричеството. Според проучвания, проведени от германския институт по строителство физиката, средното семейство от 4 души консумира средно 4400 kWh за една година. Такива количества енергия могат да произвеждат слънчеви модули с площ само от 34 m2. И дори ако слънчевият бойлер, направен от собствените си ръце, ще даде път на аналог на индустриалното производство, икономиите на енергия остават осезаеми.