Особенности солнечного отопления для дома

Когда в доме слишком холодно, то трудно назвать такое жилище уютным. Порой случаются аварии на основных теплотрассах, а желание обогреть квартиру становится первостепенным. Сделать обогреватель своими руками по силам каждому, поэтому тема, как осуществить задуманное, очень актуальна. Но в любом новом деле нужны знания. Если надоело мёрзнуть, надёжная теплоустановка не помешает.Такой масляный обогреватель можно сделать своими руками

Делаем простой солнечный коллектор своими руками, пошаговая инструкция

Солнечные коллекторы – это отличный способ сэкономить энергоресурсы. Бесплатная солнечная энергия сможет как минимум 6-7 месяцев в году обеспечивать теплую воду для хозяйственных нужд. А в остальные месяцы – еще и помогать системе отопления.

Но самое главное, что простой солнечный коллектор можно изготовить самостоятельно. Для этого вам понадобятся материалы и инструменты, которые можно купить в большинстве строительных магазинов. В некоторых случаях будет достаточно даже того, что найдется в обычном гараже.

Представленная ниже технология сборки солнечного нагревателя использовалась в проекте “Включи солнце – живи комфортно”. Она была разработана специально для проекта немецкой компанией Solar Partner Sued, которая профессионально занимается продажей, монтажом и сервисом солнечных коллекторов и фотоэлектрических систем.

Обратите внимание

Главная идея – все должно получиться дешево и сердито. Для изготовления коллектора используются довольно простые и распространенные материалы, но его эффективность получается вполне приемлемого уровня. Она ниже, чем у фабричных моделей, но разница в цене полностью компенсирует этот недостаток.

Существуют различные типы солнечных водонагревателей, но все они основаны на простом принципе: темная поверхность «впитывает» солнечную энергию, потом это тепло передается теплоносителю (воде).

Простейшие модели могут быть построены из доступных материалов и не требуют насосов или иного электрооборудования.

Эффективный солнечный коллектор может использоваться даже в зимнее время благодаря применению незамерзающих жидкостей – антифризов.

Описанная система солнечного коллектора является пассивной и не зависит от электроэнергии. Она обходится без электрических приборов. Горячая жидкость перемещается между коллектором и баком по принципу конвекции, благодаря простому правилу: нагретая жидкость всегда поднимается вверх.

Делаем простой солнечный коллектор своими руками, пошаговая инструкция

Принцип работы такого солнечного коллектора заключается в следующем:

  • Солнце нагревает жидкость в коллекторе
  • Нагретая жидкость поднимается по коллектору и трубе в бак-аккумулятор
  • Когда горячая жидкость поступает в теплообменник, установленный в бак с водой, тепло передается от теплообменника воде
  • Жидкость в теплообменнике, охлаждаясь, перемещается вниз по спирали и поступает из отверстия в нижней части бака обратно в коллектор
  • Вода, нагретая в баке, аккумулируется в верхней части бака
  • Холодная вода из водопроводной сети / резервуара поступает в нижнюю часть бака
  • Нагретая вода отбирается через выходное отверстие в верхней части бака.

Пока на коллектор светит солнце, жидкость в трубах абсорбера нагревается, перемещается в бак и таким образом постоянно циркулирует. Этот процесс обеспечивает нагрев воды в баке всего за несколько часов при интенсивном солнечном излучении.

Основной элемент коллектора отопления – абсорбер. Он состоит из металлического листа, приваренного к металлическим трубам. Несколько труб устанавливаются вертикально и привариваются к двум трубам большего диаметра, расположенных горизонтально.

Эти толстые трубы для входа и выхода жидкости должны быть расположены параллельно друг другу. А входное отверстие для жидкости (нижняя часть абсорбера) и выходное отверстие (верхняя часть абсорбера) должны располагаться с разных сторон панели (диагонально).

Для лучшей передачи тепла от металлической пластины к трубам очень важно обеспечить максимальный контакт пластины с трубами. Сварка должна быть вдоль всего элемента. Важно, чтобы металлический лист и трубы плотно прилегали друг к другу.

Абсорбер укладывается в деревянную раму и накрывается стеклом, которое защищает коллектор и создает внутри эффект теплицы. Используется обычное оконное стекло. Оптимальная толщина – 4 мм, при этом сохраняется хорошее соотношение надежности и веса. Желательно нужную площадь стекла разделять на несколько частей. Так удобнее и безопаснее работать с ним.

Использование нескольких слоев стекла или стеклопакета даст прирост эффективности, но увеличит вес конструкции и стоимость системы.

Мифы об электрических обогревателях

Электрообогреватели сушат воздух

В инструкциях по эксплуатации электрообогревателей иногда пишут, что данная модель электрического обогревателя не сушит воздух, и это абсолютная правда. Нет обогревателей (к ним относятся и батареи центрального отопления), которые бы сушили воздух, так как при работе обогреватели не поглощают воду из воздуха, а только выделяют тепло. Но, тем не менее, вследствие работы обогревателей воздух становится суше, и этому есть свое объяснение.

Почему воздух становится суше

Все знают, что влажность воздуха влияет на состояние кожи и дыхательных путей человека. При влажности воздуха ниже 40% кожа пересыхает, при влажности более 60%, кожа впитывает избыточную воду и переувлажняется, при большой влажности человеку труднее дышится. Но редко кто знает, как влияет температура на влажность воздуха. Попробую объяснить.

Читайте также:  Заземление газового котла в частном доме своими руками

Наполните один стакан холодной водой, а другой — кипятком. Из стакана с кипятком будет идти пар, а из стакана с холодной водой не будет. Этот простой опыт показывает, что при повышении температуры количество водяного пара, которое может образоваться в помещении, увеличивается. Аналогично, если насыщенный парами воды воздух охладить, то «лишняя» вода конденсируется из воздуха в виде капель.

По этой причине и возникают дождь, туман и роса. Когда теплый влажный воздух поднимается в верхние холодные слои атмосферы, он охлаждается, и избыток воды из воздуха выделяется в виде капель дождя.

Очки, при входе с улицы в теплое помещение тоже запотевают по этой причине. Воздух, соприкасаясь с холодными стеклами линз очков, охлаждается, и выделяющаяся из него вода осаждается на поверхности стеклянных линз в виде мелких капель.

Для того, чтобы наглядно было видно, какое максимальное количество воды может содержаться в одном кубометре воздуха при разных температурах, приведу таблицу. Такая влажность воздуха называется Абсолютной влажностью.

Таблица максимального содержания воды в зависимости от ее температуры
Температура воздуха t, ˚С −30 −20 −10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Количество воды, грамм/м3 0,29 0,81 2,1 4,8 9,4 17,3 30,4 51,1 83,0 130 198 293 423 598

В реальных условиях воздух обычно не насыщается полностью парами воды, а только частично. Поэтому данные из таблицы используются как точка опоры для определения реальной влажности, которая называется Относительная влажность. О ней и сообщают в прогнозе погоды, и значение этой влажности показывают психрометры (приборы для измерения относительной влажности воздуха), только слово Относительная, опускают.

Что же такое Относительная влажность? Все очень просто, это количество воды, которое находится в воздухе при данной температуре относительно максимально возможного количества воды, выраженное в процентах.

Например, при температуре воздуха 10˚С и влажности 50%, количество паров воды в одном кубометре воздуха составит 9,4/100×50=4,7 г. Но вот Вы включили обогреватель и воздух в помещении подогрелся до 20˚С, а количество воды в воздухе не изменилось. В результате влажность воздуха станет не 50%, как было до включения обогревателя, а всего 27%. Такой воздух уже сухой для комфорта организма человека.

Теперь, я думаю, стало ясно, почему бытует мнение, что любой обогревательный прибор сушит воздух.

Инфракрасный спиральный обогреватель сжигает кислород

Такое утверждение не имеет ничего общего с реальной действительностью. Если бы спираль электрообогревателя сжигала кислород, то быстро бы сгорела сама от интенсивного окисления. В таком случае через час-другой работы электрообогревателя от спирали ничего бы, кроме пепла, не осталось.

А плохое самочувствие у людей наступает при обогреве инфракрасными электрообогревателями совсем по другой причине. Нагретый раскаленным элементом электрообогревателя воздух устремляется вверх, тем самым обеспечивая подачу к нагревательному элементу новой порции охлажденного воздуха. В воздухе всегда присутствует пыль. Попадая на раскаленный нагревательный элемент вместе с воздухом, пыль сгорает. Продукты сгорания попадают в воздух, которым дышит человек. В результате плохое самочувствие с головной болью обеспечено. Обогрев инфракрасным электрообогревателем помещения особенно нежелателен, если в нем присутствуют люди со слабыми легкими.

Поэтому в небольших помещениях применение инфракрасных комнатных обогревателей я категорически не рекомендую.

Заводской вариант

Прежде, чем понять, как сделать солнечный водонагреватель своими руками, надо иметь представление о принципе функционирования подобного агрегата. Можно разобрать конструкцию по аналогу солнечного заводского водонагревателя.

  1. По внешнему виду агрегат напоминает батарею, которая собрана из отдельных составляющих. Элементы в ней представлены трубками, сделанными из стекла кварца наподобие всем известных ламп. Именно этот материал способен пропустить ультрафиолетовые волны (чего не может обычное стекло). Эта способность позволяет преобразовывать солнечную энергию даже в несолнечное время года.
  2. Внутри каждой из таких трубок спрятана другая – черного цвета с веществом (рабочим телом), которое будет испаряться при определенных температурных условиях.
  3. Внутри трубок абсолютный вакуум – это позволяет избежать теплопотерь.
  4. Концы каждого из таких деталей погружены в специальный коллектор, через который течет нагреваемая вода.

Как действует устройство

Функционирование всей этой задумки происходит по следующему алгоритму:

  1. Солнечные лучи превращают рабочее тело в паровую субстанцию, которая поднимается в верхнюю часть колбы.
  2. Поток воды будет нагреваться через стенку той тепловой энергией, которую отдаст ему рабочее тело.
  3. Исполнив свою миссию, пар снова становится жидкостью и стекает вниз, где все благополучно повторяется.
  4. Солнечный накопительный стандартный водонагреватель присоединен к змеевику, а тот ведет к бойлеру всей домашней отопительной системы.

Другие варианты передачи тепла

Понятно, что в вышеописанном случае никакой самодеятельности не проявишь. Однако есть и другой вариант безнапорного бойлера, работающего от солнца. Здесь передача тепла идет напрямую: медный змеевик помещается в прямоугольный корпус. Далее он подключается к баку-накопителю. Вода будет здесь циркулировать естественным способом и сразу нагреваться от лучей солнца, повышая теплоту и общего содержимого всей накопительной емкости. Труба змеевика прессуется в металлическую пластину, которая темного цвета. Она имеет дополнительную защиту от осадков при помощи прочного стекла.

Есть здесь и недостатки – такая конструкция будет хорошо работать только в безоблачную солнечную погоду.

Наконец, можно просто подключить солнечные батареи к обычному водонагревателю. Подобная конструкция оказывается очень дорогой в исполнении, но может работать круглый год.

Идея №– Мини-обогреватель из банки

Еще одна оригинальная модель самодельного электрообогревателя, которая подойдет для локального обогрева в гараже либо комнате. Все, что нужно для сборки это:

Идея №– Мини-обогреватель из банки
  • банка из-под кофе;
  • трансформатор 220/12 Вольт;
  • диодный мост;
  • кулер;
  • нихромовая проволока;
  • текстолит квадратной формы со стороной, равной диаметру банки;
  • дрель с тонким сверлом;
  • паяльник;
  • шнур для подключения к сети;
  • кнопочный переключатель.
Идея №– Мини-обогреватель из банки
Идея №– Мини-обогреватель из банки

После этого с помощью дрели необходимо сделать по диагонали отверстия. В отверстия закрепляем нихромовую проволоку определенного диаметра и длинны (отдельно расчет длины мы предоставили в статье: ). Эти параметры рассчитываем по закону Ома для участка цепи (U=R*I). После чего прикручиваем провода.

Идея №– Мини-обогреватель из банки

Соединяем в одну цепь трансформатор, диодный мост, кулер, нихромовую проволоку и переключатель. Диодный мост нам необходим для питания кулера, так как он требует постоянное напряжение.

Идея №– Мини-обогреватель из банки

Помещаем в банку все элементы самодельного электрического обогревателя, сверлим в крышке отверстия и проверяем работоспособность устройства!

Идея №– Мини-обогреватель из банки

Если Вы хотите сделать более мощное устройство со спиралью, рекомендуем просмотреть видео урок ниже:

Идея №– Мини-обогреватель из банки

Обзор самодельного электрообогревателя, мощностью менее 2 кВт

Как сделать простой водонагреватель своими руками

Из поликарбоната

Одним из вариантов для создания солнечного водонагревателя для дачи своими руками предполагает использование для конструкции сотовый поликарбонат. Единственным требованием для такого элемента конструкции является светопропускная способность материала. Хотя прочность является одной из важнейших характеристик, она не является основой.

Из тех материалов, что есть в наличии, могут быть использованы пиломатериалы или профильные легкие элементы из металла, которые потребуются для изготовления каркаса устройства. Из медных трубок делаем змеевик, причем желательно в одной плоскости – это и будет ваш абсорбер для водонагревателя, в котором будет происходить циркуляция воды. На концах трубок из меди установите штуцера для соединения подающей трубы и выхода нагретой воды. В роли змеевика можно использовать похожую конструкцию от ненужного холодильника, но лишь в том случае, если параметры змеевика от холодильного оборудования будут определять геометрические размеры устройства в целом.

Змеевик следует уложить в корпус, а после утеплить всю конструкцию при помощи теплоизоляционного материала и закрыть с наружной стороны листом поликарбоната. После этого водонагреватель устанавливают на заранее подобранном участке и в соответствии с географическим расположением, а далее подключают к водной подаче и системе сбыта нагретой воды.

Из пластика (бутылок)

Такая очень простая система нагрева воды от солнечной энергии допускает ее самостоятельное изготовления из привычных для всех пластиковых бутылок с объемом в 1.5 литра (или любого другого размера, но чтобы се были одинаковыми).

Также важным условием работы для такого устройства считается прочность соединений и герметичность бутылок между собой. Будет идеально, если на донышке бутылки будет просверлено отверстие, которое будет соответствовать диаметру горлышку от бутылки, чтобы получилось вставить одну бутылку в другую. Для крепления допустимо использовать крышки от тех же бутылок, в которых заранее должны быть просверлены отверстия.

В зависимости от того, какое количество бутылок будет собрано для солнечного водонагревателя в виде батареи и количества батарей, получатся геометрические размеры устройства, и на основании них можно будет делать каркас. Как и в предыдущем случае, каркас можно сделать из материалов, которые есть под рукой. После укладывайте слой теплоизоляции  и по возможности затемните приемную поверхность (внутреннюю часть нижней стенка каркаса).

В готовый каркас остается уложить бутылочные батареи, которые будут соединены между собой так, что верхние части батарей будут подключены к подаче холодной жидкости от источника снабжения водой, а нижние к отводной трубе с нагретой водой. Сторона каркаса с «лица» должна быть зашита поликарбонатом, стеклом или любым другим прозрачным материалом, который хорошо пропускает солнечный свет и сохраняет тепло внутри устройства. Для приемлемого уровня нагрева воды требуется установить запорный вентиль на отводную и входную трубу.

Популярные обогреватели для ванной

Разнообразие дизайнерских решений для калорифером.

Популярные обогреватели для ванной

Сегодня можно купить большое количество нагревательной техники, которая адаптирована к сложным условиям эксплуатации. Однако среди электротоваров повышенным спросом пользуется для ванной комнаты настенный обогреватель. Это может быть конвектор, масляный радиатор либо ИК-обогреватель.

Популярные обогреватели для ванной

Масляные радиаторы. Оборудование представляет собой металлический корпус, имеющий ребристую структуру, или выполненный в виде плоской панели. Его монтаж проводится при помощи крепежных элементов, которые идут в комплекте с основным товаром. На торце прибор имеет панель управления. В качестве теплоносителя здесь выступает минеральное масло, нагревательный элемент – ТЭН.

Популярные обогреватели для ванной

При покупке нужно обращать внимание на целостность корпуса товара и его вес. При подозрительно низком весе оборудование (менее 18-25 кг) можно сделать вывод, что товар бракован. То же самое касается неровности поверхности и зазубринам.

Популярные обогреватели для ванной

Главным преимуществом конструкции является стойкость ее поверхности к коррозии, так как декорирующим материалом здесь выступает эмаль. О поверхность масляного радиатора нельзя обжечься, так как ее температура поднимается не выше 50°C. Хотя корпус обогревателя заполнен минеральным маслом на 90%, весь оставшийся объем занимает воздух, внутренняя поверхность оборудования и ТЭН не коррозируют. Это объясняется следующим: система масло+воздух не являются окислителем, в отличие от системы вода+воздух. Как результат – срок эксплуатации техники существенно продлевается.

Популярные обогреватели для ванной

Кроме этого здесь имеются элементы защиты, которые уберегут нагревательный прибор от перегрева и скачков напряжение. При помощи встроенного термостата можно задать нужный температурный режим. Когда воздух в комнате прогреется до желаемого уровня, прибор отключится. Это также поможет снизить уровень потребления энергоносителя.

Популярные обогреватели для ванной

Популярные обогреватели для ванной

Метод нагрева ИК лучами.

Популярные обогреватели для ванной

ИК-оборудование. В зависимости от условий эксплуатации, можно монтировать данный обогреватель в ванную комнату на стену и на потолок. Способ монтажа не повлияет на микроклимат в помещении. Оборудование одинаково хорошо прогреет комнату в обоих случаях. Такое преимущество достигнуто, благодаря особому принципу работы устройства.

Популярные обогреватели для ванной

Читайте также:  Устройство теплообменника газового котла

Виды солнечных коллекторов

Самым дешевым и простым является плоский коллектор

Коллекторные элементы выпускаются в нескольких вариантах устройства. Существуют модели, предназначенные только для отопительных целей и дополнительно подогревающие воду.

По конструкции и внешнему виду

Виды солнечных коллекторов

Коллекторные устройства выпускаются в открытом виде (с незащищенными трубками) и в закрытом – с активными компонентами, запаянными в корпус, который может иметь разные исполнения, к примеру, уплощенное или сферическое. Наиболее дешевыми и прочными являются плоские закрытые модели. Их корпус изготовлен из алюминия, внутри размещены трубы из меди. Они могут быть вмонтированы змеевидно или параллельной прокладкой рядов. По ним может циркулировать газ, вода или жидкость-незамерзайка, выполняющие роль теплоносителя. Сверху на корпусе находится покрытие, состоящее из стеклянного и пропиленгликолевого слоев. Такие модели могут работать круглогодично, подогревать воду до температуры, на 30-40 градусов превышающей воздушную. Но у них есть существенный недостаток: если коллектор ломается, из строя выходит вся система поглощения тепла.

Вакуумные изделия отличаются наибольшей мощностью. В них тоже присутствуют заполненные поглотителем тепла трубки из меди, выложенные рядками. Каждый такой элемент помещен в колбочку из стекла. Вакуумное пространство между стен играет роль проводящего материала и теплоизолятора. Слабой стороной такого исполнения является хрупкость полых стеклянных элементов. С другой стороны, при выходе из строя тут достаточно напрямую заменить поврежденные трубки.

Если важен вклад гелиосистемы в зимнее время, лучше подключить вакуумные коллекторы. Они дольше задерживают тепло и согревают газы и жидкости до более высоких температур. Возможна сборка конструкции прямо на крыше дома. Трубчатая форма позволяет собирать тепло в течение светового дня без подключения добавочных механизмов, следящих за движением солнца.

По принципу работы

Батареи, работающие зимой, нуждаются в уходе

Этот критерий описывает коллекторные элементы с точки зрения автономности. Некоторые типы не нуждаются в электричестве. Это делает их хорошим вариантом для дачного дома или эксплуатации на протяжении определенного сезона. Устройства с механизмом принудительной циркуляции должны перед использованием подключиться к электрической сети. Функционируют они благодаря давлению насосного механизма.

Виды солнечных коллекторов

По сезонности

Некоторые потребители предпочитают подключение солнечных панелей только в теплое время года. В коллекторах, рассчитанных строго на данную форму эксплуатации, в роли теплоносителя выступает вода. При температуре ниже нуля она превращается в лед, поэтому с наступлением холодов такие установки демонтируют. Другие модели допускают круглогодичное использование. В теплое время года они способны обеспечить потребителя горячей водой, а в холодное – поддерживают температуру воздуха на определенном уровне.

Многофункциональность Wi-Fi

В этом случае специалисты рекомендуют использовать Energy Control. На любой телефон можно скачать эту программу, которая выгодно отличается своей универсальностью и практичностью. Приобретенный блок соединяют с роутером и обеспечивают хорошую связь с интернетом. На работе или во время движения по городу можно контролировать конвекторы, корректировать температуру воздуха, следить за работоспособностью всей системы. Одновременно можно вносить все необходимые поправки более чем с 250 единиц смартфонов.

Важно! На сегодняшний день компания Nobo является единственным предприятием, которое активно работает в этой отрасли. Специалисты непрерывно модернизируют и расширяют функциональные возможности реализуемого ими оборудования.

В видеоролике представлена поучительная информация о том, как можно дистанционно контролировать отопление жилья: