сонячний водонагрівач

1. Принцип роботи сонячного водонагрівача
2. Перші в історії сонячні водонагрівачі
3. Різновиди сонячних водонагрівачів
4. Сфери застосування і вимоги до установки
5. Основні виробники
6. Ціни і від чого вони залежать?

Небесне світило є найпотужнішим джерелом енергії з тих, що відомі людству. Сонячне світло може бути перетворений в електричну і теплову енергію. У цій статті нас буде цікавити саме теплова енергія, яку від сонця ми отримуємо абсолютно безкоштовно і вона невичерпна. Такі пристрої, як сонячні водонагрівачі, дозволяють перетворювати енергію сонця в теплову. Фабричні пристрої володіють непоганою продуктивністю і дозволяють організувати опалення приватного будинку. Є умільці, які самостійно майструють такі пристрої. Водонагрівачі, що працюють від сонця, безкоштовно нагрівають воду для опалення житла або для бойлера, де вже віддає тепло для нагріву води, використовуваної для миття. Такі пристрої користуються попитом у власників приватних будинків і дач. У цій статті ми поговоримо про принцип дії сонячних водонагрівачів, їх видах, основних виробниках і цінах.

Зміст статті

Принцип роботи сонячного водонагрівача

Для початку, давайте, розберемося з принципом роботи сонячних водонагрівачів. Функціонування такого пристрою розглянемо на прикладі фабричної моделі вакуумного водонагрівача. Він без проблем підігріває воду взимку. Продуктивність взимку, звичайно, нижче, ніж в літній час. Конструкція водонагрівача - це батарея, яка представляє собою кілька скляних трубок з кварцового скла. У кожній такій трубочці знаходиться мідна трубка, пофарбована в чорний колір. У цих внутрішніх трубочках знаходиться теплоносій. У скляних трубках створений вакуум для того, щоб не було втрат тепла з внутрішнього контуру. Крім того, вакуум захищає батарею від впливу навколишнього середовища. Всі трубки з'єднуються з горизонтальним колектором, по якому циркулює теплоносій. Вакуумні трубки поглинають сонячну енергію і віддають його воді.

Принцип роботи сонячного водонагрівача

Функціонує ця система в такий спосіб:

• Робоча рідина (в ролі рідини необов'язково повинна бути вода) під дією сонячних променів випаровується, і пара піднімається у верхню частину скляної колби;
• Пар контактує через стінку з водою, яка циркулює по колектору. Пар віддає теплову енергію, охолоджується і знову перетворюється в рідину;
• Під дією сили тяжіння, рідина стікає вниз і так цикл замикається;
• Колектор водонагрівача з'єднується за допомогою трубопроводів з бойлером непрямого нагріву. Там вже підігрівається вода, яка циркулює в контурі опалення чи водопостачання. Теплоносій циркулює за допомогою насоса.

Кварцові скло, з якого зроблені вакуумні трубки, пропускають ультрафіолетові хвилі. Звичайне скло їх затримує. Завдяки пропускання ультрафіолету сонячна енергія поглинається, коли похмуро і в зимову пору року. Таку конструкцію в домашніх умовах виготовити дуже складно.

Існують водонагрівачі з менш складним принципом роботи. У безнапірних водонагрівачах передача теплової енергії йде без посередника. Зазвичай в їх конструкції присутній змійовик (мідь, алюміній) на металевій підкладці або без неї. Задня стінка корпусу викладається теплоізоляційним матеріалів. Змійовик за допомогою трубопроводів з'єднаний з накопичувальним баком. Змійовик і пластина (ще звана абсорбером) пофарбовані в чорний колір для кращого поглинання сонячних променів. Зверху корпус накритий склом, полікарбонатом і т. П. А також проведена ретельна ізоляція, щоб не потрапляли опади, бруд, пил.

Такий спрощений водонагрівач ефективно працює тільки в ясну погоду. Але завдяки простоті конструкції такі водонагрівачі найчастіше роблять своїми руками. Крім того, є ще один варіант отримати водонагрівач на безкоштовній сонячної енергії. Встановлюються сонячні батареї, які виробляють електрику. А на цьому електриці працює звичайний водонагрівач. Така система теж може працювати цілий рік.

Перші в історії сонячні водонагрівачі

Вперше водонагрівач, що працює від сонячної енергії, був розроблений ще в 1767 році. Його придумав звичайний житель Швейцарії ─ Орас Бнедікт де Соссюр. У свій винахід він зміг добитися просто закипання води. Але тоді це вже було успіхом. І швейцарський винахідник став продавати свої водонагрівачі.

Орас Бнедікт де Соссюр

У 1953 році в Ізраїлі прилад був удосконалений. Вчений Цві Тавор навіть отримав за це премію від прем'єр-міністра країни. Ця невигадлива технологія нагріву води все також популярна і в наше століття.

Різновиди сонячних водонагрівачів

Тепер поговоримо про різновиди сонячних водонагрівачів. Вони класифікуються за різними конструктивними особливостями.

Наприклад, за типом циркуляції теплоносія розрізняють наступні водонагрівачі:

• З природною циркуляцією;
• З примусовою.

У першому випадку вода циркулює завдяки своїм фізичним властивостям. При нагріванні вона збільшується в об'ємі, щільність у неї знижується. В результаті рідина по трубках піднімається вгору, а на її місце надходить холодна вода. Для проходження природної циркуляції резервуар повинен перебувати зверху колектора, а це не завжди зручно.

У другому випадку накопичувальний резервуар встановлюється в підвальному приміщенні, а примусова циркуляція забезпечується спеціальними насосами. При такій організації роль теплоносія може виконувати масло. Воно дуже добре справляється з цією функцією.

Водонагрівачі можна класифікувати по конструкції колектора:

• Вакуумні. Теплоносій знаходиться в трубці, яка запаяна у вакуумній колбі. Ця колба виконана з кварцового скла пропускає сонячне тепло, а також ультрафіолет. Це дуже ефективні конструкції, де втрати тепла мінімальні. Якщо в якості теплоносія використовується вода, то нагрів відбувається до кипіння. Якщо там буде масло, то його можна розігріти до 200─300 градусів. Практично всі вакуумні водонагрівачі фабричні і коштують досить дорого;
• Панельні. Конструкція найпростіша. Колектор пофарбований в чорний колір, поміщений в корпус з теплоізоляцією і герметично закритий склом, пластиком, полікарбонатом і т. П. Ефективність залишає бажати кращого. Це пояснюється тим, що рідина втрачає деяку частину тепла при проходженні колектор. Ці втрати зазвичай вельми відчутні. Панельні сонячні водонагрівачі добре підходять для регіонів, де висока сонячна інсоляція.

Сонячний водонагрівач із замкнутим контуром

Крім того, водонагрівачі можна класифікувати за типом контуру:

• Розімкнутий контур. Така конструкція використовується при організації подачі гарячої води в житловий будинок. У ролі теплоносія виступає вода, яка після нагрівання вже не потрапляє назад в колектор. Вона витрачається на побутові потреби;
• Один замкнутий контур. Застосовується при опаленні житлового будинку. В цьому випадку теплоносій з водонагрівача подмешивается до іншої рідини (можливо, не вода), яка була нагріта в основному котлі. У замкнутому контурі теплоносій після нагрівання проходить систему опалення і знову повертається в колектор;
• Два замкнутих контуру. Такі водонагрівачі є універсальними і найефективнішими. Таку систему можна використовувати для приготування гарячої води або опалення цілий рік. Нагрівшись в колекторі, теплоносій йде в теплообмінник і передає тепло в другій контур. І вже теплоносій в цьому другому контурі витрачається в якості гарячої води або для опалення будинку.

Теплоносій також може бути різним. Найчастіше використовуються вода, антифриз, масло. Можна ще поділити водонагрівачі за загальним принципом роботи на пасивні і активні системи.

• Пасивний. Абсорбція і накопичення енергії відбуваються самі собою без всяких механізмів контролю. Подібні системи прості і не вимагають серйозних вкладень. За це доводиться розплачуватися нерівномірною роботою і стрибками потужності. Прикладом може служити бак над літнім душем, який пофарбований в чорний колір. Зазвичай так працюють системи з одним контуром. Тут приймальний бак повинен знаходитися над колектором;
• Активний. Тут немає мінусів пасивного водонагрівача. Тут сонячна енергія перетворюється в теплову і періодично передається в накопичувальну ємність, бойлер або безпосередньо споживачам. Стабільна робота досягається завдяки системі примусової циркуляції. Ця схема працює в системах з одним і двома контурами. У таких системах часто можна бачити насоси, панелі, вимірювальні прилади і т. П.

Сфери застосування і вимоги до установки

Отже, де застосовуються сонячні водонагрівачі?

• Гаряче водопостачання приватного будинку;
• опалення;
• Підігрів води для дачних басейнів;
• Гаряча вода для потреб сільського господарства і промисловості.

Сонячний водонагрівач для опалення будинку

Рекомендації по установці важливо враховувати, оскільки від цього цілком і повністю буде залежати ефективність роботи водонагрівача. Перерахуємо деякі рекомендації фахівців:

• Місцем монтажу можуть служити дах будинку, фасад, балкон;
• Панель водонагрівача обов'язково повинна дивитися на південь;
• При установці панелі слід зробити кут нахилу, рівний широті вашого регіону;
• Оскільки водонагрівач постійно приймає сонячну енергію, при невеликому споживанні води може утворитися застій, де теплоносій цілком може нагрітися до 300 градусів. Тому заборонено використовувати труби з пластмаси і оцинкованого заліза. Найкраще виконувати змійовик з міді або нержавіючої сталі;
• Обов'язково потрібно зробити ізоляцію нагріваються елементів водонагрівача, щоб випадково не обпектися;
• При виборі кріплення та ізоляції також слід враховувати можливість застою теплоносія і його сильний розігрів. Тобто, матеріали краще вибирати із запасом міцності. Багато солідні виробники температуру застою пишуть в специфікаціях або на корпусі пристрою. Орієнтуйтеся на це значення;
• Панелі сонячного водонагрівача повинні розташовуватися на відкритому місці з максимальним висвітленням сонцем. Навколо не повинно бути ніяких високих предметів, відкидають тінь;
• Для збільшення ефективності водонагрівача потрібно проводити його кріплення на спеціальному стелажі, якщо таку схему установки пропонує виробник;
• При установці кожен вид нагрівача може мати свої особливості. Тут потрібно орієнтуватися на рекомендації виробника.

Основні виробники

Сонячні водонагрівачі знайшли широке практичне застосування в багатьох європейських країнах, КНР, Туреччини, США, Ізраїлі, Саудівській Аравії. Виробництво цієї продукції в світі стійко росте і разом з попитом збільшується число компаній в цьому сегменті.

Давайте розглянемо деякі великі фірми, що займаються випуском водонагрівачів від сонячної енергії . Отже, топ-виробників на світовому ринку:

• Італійська фірма випускає колектора вакуумного типу KAIROS VT. Є модифікації з 15 або 20 трубками;
• Німецький виробник пропонує три моделі SKR21, SKR12, SKR6;
• Ще одна німецька фірма, що випускає моделі з 6 або 12 трубками. Причому їх можна об'єднувати в блоки для збільшення потужності системи;
• Sunrain Solar Energy. Це китайський виробник, який займається випуском сонячних водонагрівачів;
• І ще одна німецька фірма, яка пропонує два водонагрівача під марками Vitosol 200 і 300. Ці моделі розрізняються конструкцією вузла нагріву;
• Італійський виробник, який випускає модель Ecotube.

Водонагрівач KAIROS VT

Тут варто сказати, що продукція цих фірм відноситься до вищого класу і забезпечується гарантією, але по грошах її дозволити зможе не кожен. Тому більшу частину попиту на ринку закривають маловідомі виробники.

Ціни і від чого вони залежать?

Що стосується конкретних цифр, то водонагрівачі, що випускаються в Росії, обійдуться приблизно в 700─800 доларів США. Мова йде про моделі вакуумного типу. Приблизно такі ж ціни на аналогічну китайську продукцію. Водонагрівачі німецьких виробників коштують приблизно 800─900 євро. Це дорожче, але у них в комплекті йде необхідну кріплення, а для виготовлення колекторів використовується мідь і нержавіюча сталь. Так, що гроші будуть витрачені не даремно.

Водонагрівач Viessmann Vitosol 200

На ціну сонячного водонагрівача впливають такі чинники:

• бренд;
• Матеріал корпусу і теплопріёмніка;
• якість збірки;
• спосіб укладання ізоляційного матеріалу і вартість самого матеріалу;
• товщина скла.

Природно, що на ціні відображаються конструктивні відмінності, про які розповідалося вище.

Використовуючи сонячну енергію за допомогою сучасних технологій, ви цілком зможете забезпечити гарячою водою свій приватний будинок або садовий будиночок. Причому вам потрібно зробити початкові вкладення, а потім установка буде працювати безкоштовно. Якщо хочеться заощадити, то зробити сонячний водонагрівач самостійно. Але фабричні системи, звичайно, більш надійні і функціональні.
Якщо стаття виявилася для вас корисною, розповсюдьте посилання на неї в соціальних мережах. Це допоможе розвитку сайту. Голосуйте в опитуванні нижче і оцінюйте матеріал! Виправлення і доповнення до статті залишайте в коментарях.