Как сделать солнечный водонагреватель

Привет дорогие читатели !

Автор: Константин Тимошенко

Еще года два назад я экспериментировал с ПЭТ-бутылками на предмет изготовления из них солнечного водонагревателя – коллектора, который бы в дачный сезон снабжал бы мою семью горячей водой и для помывки и для хозяйственных нужд. И вот наконец в этом году дошли до него руки.

Скопив за зиму достаточно много ПЭТ бутылок из под питьевой воды, я решил сделать из них солнечный коллектор – водонагреватель. Купил так же трубу из полипропилена диаметром 50 мм, пару пробок – заглушек и приступил к работе. На длине трубы умещалось 20 ПЭТ-бутылок по 2 литра каждая. Таким образом объем солнечного коллектора должен был составить около 40 литров воды. Объем вполне достаточный для суточных нужд в части мытья посуды и помывки.

Высверлив в трубе нужное количество отверстий под бутылки, я столкнулся с проблемой герметизации стыка бутылки и полипропиленовой трубы. Силиконовый и акриловый герметики наотрез отказывались к ней прилипать и отлетали как листья от капустного кочана. Вроде плотно держаться, а чуть надавил – отходит целиком. Выход нашелся в использовании термоклея. Но и тут не обошлось без сюрпризов. Клей вроде хорошо приставал, но тоже, отслаивался пластами. Пришлось взять паяльник, и тщательно втереть (вплавить) клей в полипропилен по периметру отверстия. Тоже пришлось сделать и с бутылками. Клей пришлось вплавить в их горловину. После этого удалось достаточно прочно и надежно вклеить бутылки в трубу.

В одной с торцевых пробок я врезал штуцер для подсоединения к водопроводу. Водонагреватель предполагался накопительный. Т.е. с открытием крана он наполнялся водой (40 литров), вода нагревалась и сливалась в термос-накопитель. Бутылки должны были располагаться под углом примерно 20-30 градусов, горлышком вниз. Что бы воздух в бутылках не мешал заполнению их водой, в самой верхней части всех бутылок было проделано небольшое отверстие (2-3 мм).

Для того, что бы коллектор не «разъезжался» под тяжестью заполнявшей его воды, был сделан ящик из доски шириной 150 мм. На дно ящика был уложен слой пенополистирола в 50 мм и покрыт сверху бытовой фольгой. Это сделано для термоизоляции ПЭТ-бутылок и для повышения эффективности работы солнечного коллектора.

Итак, вся система была уложена в ящик и подключена к системе водопровода. Бутылки я покрыл черной матовой краской из баллончика, помня о своих экспериментах с ПЭТ-бутылками для нагрева воды ( Солнечный проточно-накопительный водонагреватель читайте ниже ) . После заполнения солнечного коллектора водой я вставил в одну и бутылок датчик от электронного термометра, что бы следить за температурой воды и воздуха.

Сам корпус солнечного коллектора был ориентирован на восток (увы, крыша уже была готова…). Но поскольку ее наклон достаточно маленький ( примерно всего 20-25 градусов), потери эффективности должны были быть небольшие. Фактически можно было считать, что коллектор расположен практически горизонтально.

Первый день работы коллектора выдался с «переменной облачностью». Но солнца было достаточно много и вода нагрелась по 48-50 градусов к 14 часам. Корпус коллектора не был ничем закрыт и поскольку дул ветер средней силы, я понимал, что бутылки как нагреваются от солнца, так и охлаждаются ветром. Да и 50 градусов для горячей воды — не так много. Помыться, посуду помыть — нормально. Но без «запаса», Даже слитая в термос такая вода быстро остынет даже на следующий день.

Поэтому я решил сделать ветрозащиту бутылок с помощью нескольких кусков стекла, лежавшего у меня с незапамятных времен. Приклеил стекло на несколько точек силиконовым герметиком, но оставил микрощели для проветривания на случай его запотевания.

День выдался не ясный, а тоже с переменной облачностью. Но воздух был прозрачный, почти без дымки. Поэтому солнце светило ярко, хотя и не «на 100%». С установкой стекол нагрев начал происходить гораздо интенсивнее, чем без них… Температура в 50 градусов (исходная температура воды около 15 градусов) была достигнута примерно к часу дня и далее продолжала повышаться, хотя солнце перевалило через «перпендикуляр» к плоскости солнечного коллектора.

Примерно в 16 часов «случилось страшное». При достижении температуры воды в 65 градусов (о чем я и не мечтал) коллектор просто начал разрушаться! Термоклей размягчился настолько, что перестал выдерживать даже минимальное давление воды и места соединения ПЭТ-бутылок и полипропиленовой трубы стали «плакать». Но это еще полбеды. Стали коробиться сами ПЭТ-бутылки! Понятно, что температура их «корпуса» превысила предельную для ПЭТ и была больше, чем температура воды. Я знал, что ПЭТ коробится при высокой температуре, но не ожидал что эта температура будет достигнута в примитивном по конструкции солнечном коллекторе. Таким образом, мой солнечный коллектор — водонагреватель прекратил свое существование во время «испытаний».

Какие выводы можно сделать из этого эксперимента?

1. Можно сделать простой и чрезвычайно дешевый солнечный водонагреватель – коллектор из ПЭТ- бутылок. Себестоимость его не превысит и 10$! Бутылки — условно-бесплатно, труба 2 метра 50 мм – 60 руб, пара крышек-заглушек — еще 40 руб. Пара стержней термоклея – 30 руб. штуцер для подключения к водопроводу, обрезки пенопласта, доски, стекла или полиэтиленовая пленка…

Единственный недостаток — температура нагреваемой им воды не должна превышать 50-55 градусов. Иначе — солнечный коллектор разрушится. Проблему термоклея можно решить путем изготовления штуцеров. Например, взять трубку (алюминиевую ил медную), и нарезать на ее внешней стороне резьбу. И парой гаек закрепить крышку бутылке на коллекторе подводящем воду. А бутылку просто вкрутить в собственную пробку.

В принципе такая температура воды (50 градусов) достаточна для бытовых нужд. Возможно, в самые жаркие месяца лета не стоит повышать эффективность солнечного водонагревателя. Пусть лучше немного недогревает, чем плавится. А в демисезонные месяцы — стоит коллектор прикрыть стеклом.

2. Потенциал у солнечного коллектора — водонагревателя даже в средней полосе России есть! И потенциал огромный! С апреля-мая и по сентябрь включительно (фактически весь дачный сезон) солнечный коллектор – водонагреватель должного размера и конструкции может обеспечивать горячей водой обычную семью, экономя при этом сотни ( а может и тысячи) рублей семейного бюджета, которые тратятся на электроводонагреватели и их работу.

Разумеется, следует придумать что то более надежное и термоустойчивое, чем ПЭТ-бутылки для применения в солнечном коллекторе — водонагревателе. И разумеется — бюджетное. Например — алюминиевые банки….

Солнечный проточно накопительный водонагреватель из ПЭТ бутылок

Экспериментируя с элементами проточно — накопительного солнечного водонагревателя из пластиковых ПЭТ бутылок, я как то заметил, что температура темной (коричневой) бутылки из под пива, даже на ощупь выше, чем у прозрачной из под воды. Это натолкнуло меня на мысль провести простой эксперимент с бутылками разных цветов и видов, с целью выявить самые эффективные из них с точки зрения нагрева.

В самом начале я считал, что нет лучше бутылки для водонагревания, нежели прозрачная. Солнце греет воду непосредственно, без посредников. Как же я заблуждался! Самые первые результаты опытов развеяли мои теории в пух и прах.

Условия проведения эксперимента были просты. Я просто выставил ряд бутылок у стенки сарая, которая обращена примерно на юго-восток. Поскольку условия для всех бутылок были совершенно одинаковы, я никак их не термоизолировал и ориентировал. Т.е. именно так, в спартанских условиях эта бывшая в употреблении ПЭТ тара и должна была проявить свой истинный характер.

Были подготовлены бутылки согласно списку в таблице. При этом я использовал следующие соображения.

1) Подразумевалось, что экранирование задней (неосвещенной части бутылки) алюминиевой фольгой позволит отразить непоглощенные водой ИК-лучи и отразить их обратно в бутылку.

2) Зачернение задней части бутылки (резино-битумной мастикой из аэрозольного баллончика) позволит «поглотить» прошедшие через бутылку ИК-лучи. Одна из бутылок была зачернена сплошь, т.е. со всех сторон и стала черной и матовой.

Все было сделано накануне и на следующий день все бутылки встретили рассвет на месте проведения эксперимента. Учитывалось и температура окружающего воздуха ( в тени поблизости) и ветер, обдувающий бутылки.

Солнце в этот день светило сквозь небольшую дымку, т.е. не давало полного накала, но поскольку все были в равных условиях, это можно не учитывать.

Результаты этого эксперимента приведены в таблице. Кстати, если кто то думает, что вода в 52 градуса — это «так себе» — попробуйте подержать в ней руку, хотя бы минуты 2… Только запасите послеожоговой мази побольше… А заодно измерьте температуру горячей воды из крана в квартире. Вряд ли она будет сильно выше.

Какие выводы можно сделать?

1. Собственно прозрачная вода — весьма плохой поглотитель ИК-лучей. Они практически проходят сквозь нее не задерживаясь. Как видите, прозрачная бутылка осталась самой «холодной». Нагрев можно смело отнести за счет неабсолютной прозрачности самой бутылки, а не непосредственного нагрева воды в ней.

2. Наличие фольги на задней стенке бутылки так же слабо влияет на нагрев. Уж не знаю почему. Возможно нагрев происходит только на передней стенке бутылки, возможно фольга кроме линзы отражателя выполняет еще и роль радиатора – охладителя.

3. Прозрачная с зачерненным дном выглядит уже гораздо лучше ( на 8 %). Но очевидно, тут начинало сказываться и изменение угла освещения солнцем. По мере изменения угла освещения, изменялась и площадь задней поглощающей поверхности.

4. Лучше всех проявила себя именно полностью зачерненная бутылка. Черная матовая поверхность практически полностью поглощала ИК-лучи. А поскольку ПЭТ бутылка круглая, угол освещения не имеет принципиального значения.

5. Так же весьма неплохо проявили себя и бутылки из темного пластика. Это говорит о том, что поглощение тепла ПЭТ-бутылками идет в основном стороной, обращенной к солнцу. И очень слабо — собственно «внутренностями» бутылки (водой). И совсем никак – задней стороной.

Это позволяет сделать вывод о том, ЧТО собственно должен представлять из себя солнечный коллектор из пластиковых ПЭТ бутылок.

Это должен быть ящик, с хорошо утепленным дном, куда уложены ПЭТ бутылки. Сторона бутылок, обращенная к солнцу, должна быть зачернена какой либо матовой краской (тот же «Кузбасс-лак» или резино-битумная мастика). Сверху ящик закрыть либо тонким стеклом, либо затянут полиэтиленовой пленкой, для защиты от ветра.

Такая конструкция солнечного проточного или накопительного нагревателя из ПЭТ бутылок будет самой эффективной. Кстати, эти же результаты позволяют прикинуть конструкцию и наиболее эффективного «классического» водонагревателя. Совершенно очевидно, что его «зеркало» вовсе не обязательно должно быть прозрачным. А уж если оно прозрачное — то «дно» должно быть абсолютно теплопоглощающим.

Теперь поговорим о «месте» такого нагревателя в системе дачного водоснабжения горячей водой.

Разумеется , наличие на крыше подобного нагревателя еще не гарантирует, что у вас будет горячая вода. Бывают и продолжительные ненастья, и по ночам, особенно в демисезонье, вода будет в таком нагревателе сильно остывать.

Мне думается, что подобный водонагреватель выполняет 2 функции.

А) Позволяет вам за «сущие гроши» убедиться, что солнечный водонагрев возможен и это реальность. Ведь не каждый решится вот так с бухты-барахты строить солнечный коллектор, вкладываясь в солидные деньги ради пока эфемерной экономии электричества, дров, денег. Этот водонагреватель за 500 рублей окупится за сезон и даст вам прочувствовать прелесть момента.

Б) Этот водонагреватель позволит РЕАЛЬНО вам экономить деньги в виде дров, электричества, газа и т.д. работая в качестве системы водоподготовки для ЛЮБОГО промышленного водонагревателя.

Расход горячей воду в каждой семье свой. Но в любом случае, она должна быть и всегда. Поэтому, как только заканчивается нагрев воды в солнечном коллекторе, ее сразу следует отправить в хорошо термоизолированный накопитель, из которого и происходит расход горячей воды. В этом же накопителе должен быть установлен и ТЭН, который позволит получить горячую воду в период продолжительного ненастья. Либо к нему можно подвести дровяную водогрейку.

Но в любом случае, собственно солнечный водонагреватель — лишь часть системы подготовки горячей воды. Тогда горячая вода будет в доме или душе всегда и круглосуточно. Хотя конечно его можно использовать и сам по себе. Просто горячая вода буде готова к обеду.

Метки текущей записи:

 
Статья прочитана 3061 раз(a).
 

Еще из этой рубрики:

Комментарии к записи "Как сделать солнечный водонагреватель"

Посмотреть последние комментарии
  1. можно использовать корейские прямоугольные бутылки из под сока за 100 рублей,они от кипятка не коробятся

Здесь вы можете написать комментарий к записи "Как сделать солнечный водонагреватель"

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля

Внимание: все отзывы проходят модерацию.

Последние Твитты

Архивы

Наши партнеры

Читать нас

Связаться с нами