Как нагреть воду в бассейне: что влияет на нагрев, как подогревать (солнечные коллекторы, газовые нагреватели, дровяные печи и другое), как можно ускорить процесс?

Содержание

Основные способы нагревания воды в бассейне

Чтобы не навредить своему здоровью, а тем более не нанести вред детям, каждый хозяин дачного бассейна должен знать, что температура воды должна быть:

При купании взрослых: +24 – 28°С.
Для оздоровительных процедур: +26 – 29°С.
Детям до 7 лет: +30 – 32°С.
Для детей старше 7 лет: +29 – 30°С.
Гидромассажные ванны принимаются при температуре в +35 – 39°С.

Исходя из этих требований, владельцам дачных участков нужно определиться, какой обогреватель подойдет лучше всего для размера своего бассейна. Часто на выбор влияет финансовая сторона. Но и немаловажным аспектом является наличие нужных коммуникаций, а также предпочтения хозяина дачи.

Проточный электронагреватель

Это самый распространенный вариант. От относительно недорогого, до моделей, способных обогреть довольно большие площади. Регулировка температуры воды достигается увеличением или уменьшением напора. Чем больше напор, тем меньше нагрев. Самый ходовой обогреватель мощностью в 3 кВт поднимает температуру на один градус в десяти кубовом бассейне за один час.

Проточный электронагревательИсточник allegro.pl

Но самый мощный проточный нагреватель, имеющий мощность в 18 кВт, может поддерживать нужную температуру в бассейне объемом не более 36м3. Поэтому владельцам «олимпийских дорожек» нужно поискать другой вариант. Например, следующий.

Тепловой насос

Бассейн с подогревом для дачи может обсуживаться тепловым насосом. Он выкачивает вместо воды тепло. Брать его он может из недр земли, водоема и даже из воздуха. Принцип работы прибора напоминает обычный холодильник. Когда выкачанное тепло поступает на хладагент, закипающий в нем инертный газ компрессор сжимает до 25 атмосфер. Выделенное при этом тепло очень быстро нагревает воду, которая циркулирует по трубопроводу.

Такая система способна нагреть большие объемы воды за очень короткое время. Недостаток прибора в том, что он работает только в теплую погоду. Простым дачникам такая новинка не по карману. Цена теплового насоса начинается от 120 тысяч рублей.

Тепловой насосИсточник grephys.com

Теплообменник

Если в доме есть паровое отопление, то к нему можно подключить теплообменник. Холодная вода из бассейна поступает в змеевик, который будет обогреваться циркулирующей по отопительной системе дома горячей водой. Регулировка нагрева осуществляется с помощью термостата. Он увеличивает или уменьшает скорость потока воды в змеевике.

Данный способ подходит для закрытых бассейнов и в зимнее время. Летом включать отопление в доме для того, чтобы искупаться в бассейне, крайне нерационально.

ТеплообменникИсточник proekt-sam.ru

Солнечные батареи

Бассейн для дачи с подогревом воды при помощи солнечного коллектора все больше и больше становиться популярным. Гелиосистемы очень эффективны. Особенно современные модели, которые обладают сенсорными датчиками и автоматикой. Но они очень дороги и поэтому не для всех доступны. Вторым недостатком является то, что они работают только в солнечную погоду.

Можно подобрать конструкцию, которая будет выполнять простые функции по обогреву и поэтому цена ее будет вполне приемлемой.

Солнечная батареяИсточник orcmaster.com

Как снизить потери солнечной энергии

При проведении расчетов, связанных с выбором и установкой солнечной батареи нужно также рассчитать потери энергии, которые свойственны для всех систем обогрева. Это позволит свести их к минимуму и более эффективно использовать энергию солнечных коллекторов.

На потерю тепла в бассейне влияют:

Испарение воды и естественный теплообмен воды и окружающей среды;
Перелив воды через борта бассейна и ее разбрызгивание вовремя купания;
Грунт забирает много тепла из бассейна;
При очистке фильтров теплой водой.

Для уменьшения теплопотерь в открытых бассейнах необходимо в ночное время закрывать их специальным теплоизоляционным материалом, который также будет защищать водоем от засорения.

Виды солнечных коллекторов

Планируя солнечный коллектор своими руками и установить в доме, необходимо определиться с типом конструкции:

Воздушный
Вакуумный
Плоский

Модели, у которых теплоносителем является воздух, используются крайне редко. Это связано со свойствами жидкости — тепло она проводит значительно лучше, чем газ. Воздушные коллекторы чаще делают плоской формы, чтобы воздух, контактируя с поглощающим устройством, естественным образом нагревался.

схема воздушного солнечного коллектора

Вакуумные солнечные коллекторы

Вакуумные модели самые сложные. Вместо коробки, которая покрывается стеклом, у него используются большие по габаритам трубки из стекла. Внутри них имеются трубочки с меньшим диаметром, в которых находится абсорбер, собирающий тепловую энергию. Между трубками – вакуум, он выполняет роль теплоизолятора.

схема вакумного солнечного коллектора

Плоские солнечные коллекторы

Самым распространенным является плоский солнечный коллектор, внутри которого располагается специальный абсорбирующий слой, помещенный в стеклянную коробку. Он соединяется с трубками, по которым перемещается жидкий теплоноситель (чаще пропилен-гликоль).

схема плоского солнечного коллектора

Но решаясь смастерить солнечный коллектор своими руками, необходимо понимать, что сделать столь сложные устройства невозможно, аналогичные промышленным. К тому же, их КПД будет значительно ниже, меньше эксплуатационный срок, но и материальные вложения тоже.

Хотите узнать больше про альтернативное отопление дома ?

Читайте так же, о том как сделать отопление дома на солнечных батареях

Можно ли сделать самостоятельно?

Своими силами вполне реально собрать пирамидальный нагреватель. Это обойдется в 2-3 раза дешевле покупки аналогичной модели.

На предварительном этапе рассчитывают длину трубы. При диаметре 25 мм один метр трубы в солнечный день способен нагревать до 3,5 л воды в час. Насос подбирают исходя из того, что скорость теплоносителя в системе должна составлять 0,4-0,7 м/с.

Ход работ:

Из металла или дерева изготавливают каркас в виде пирамиды/елочки.
К каркасу крепят хомутами уложенную витками трубу из ПНД черного цвета (шаг витков – 1-1,5 см).
К полученному оборудованию крепят шланги.

Конструкцию рекомендуется накрыть пирамидальной крышкой из стекла или УФ-защищенного поликарбоната. Крышка снижает теплопотери и создает парниковый эффект, ускоряя нагрев воды.

Подогрев дровами

Можно сделать дровяной нагреватель для бассейна на даче своими руками. Для этого понадобится металлическая спираль, по которой будет циркулировать вода. Под ней или внутри разводится костер. Работает при помощи циркуляционного насоса.

Подогрев воды может происходить при помощи котла на дровах

Такой обогреватель можно купить. Модели оснащены регулятором интенсивности горения, отличаются мощностью.

Плюсы метода:

дешевое топливо;
быстрая установка;
легкость эксплуатации;
быстрый нагрев.

Недостаток подогрева от поленьев – полное отсутствие автоматизации. Требуется постоянное наблюдение за дровами, скоростью их горения. Нельзя установить температуру.

Существуют другие топливные нагреватели – газовые, дизельные. При их работе нужно соблюдать правила противопожарной безопасности.

Дровяной обогреватель можно сделать своими руками из подручных материалов

Солнечные коллекторы для нагрева воды зимой

В нашей стране по объективным и субъективным причинам гелиоустановки распространены не так широко, как в странах Европы и в Америке.

Одной из причин, является то, что на большей части территории России зима длиться достаточно долго, и по мнению потенциальных пользователей, экономический эффект от использования гелио установок в это время минимален. К тому же выпавший снег снижает КПД солнечных аппаратов, а град может повредить их.

Тем не менее, солнечные коллекторы востребованы на рынке энергетического оборудования и причин тут несколько, а именно:

В результате использования владелец получает абсолютно бесплатно тепловую энергию, которую может использовать по своему разумению.
Процесс преобразования энергии экологически безопасен для окружающего мира и живых организмов (люди, животные и т.д.).
Энергия солнца неисчерпаема и возобновляема.

Недостатки тоже конечно есть у подобных устройств и наиболее важным из них является высокая стоимость оборудования, а также зависимость производительности (КПД) агрегатов от внешних факторов. Внешними факторами являются погодные условия и возможность периодического обслуживания агрегатов (очистка от грязи и снега, ревизия мест соединений комплектующих и т.д.).

Вакуумные модели способны довести воду до кипения даже в сильный мороз

Разные виды солнечных коллекторов, а среди потребителей наибольшей популярностью пользуются плоские и вакуумные модели, по разному себя ведут в зимний период, что обусловлено их конструкцией, а именно:

Плоские модели в наибольшей степени подвержены воздействию внешних факторов (снег, низкая температура и сильный ветер, град) и требуют большего ухода.
Вакуумные – наиболее оптимальны при использовании зимой, что обусловлено их конструкцией, к тому же они достаточно прочны, т.к. изготавливаются из высокопрочных материалов.

Инструкция изготовления солнечной батареи своими руками

Простая схема из шланга для полива

На металлический лист 1500х1500х2 мм. наносится краска чёрного цвета.
Поливочный шланг сворачивается спиралью. Необходимо создать 4 улитки по 60 см в диаметре соединённые между собой последовательно.
Закрепить спирали между собой можно посредством проволоки или бечёвки.
Укладываются они на плоскость листа.
Подача воды из бассейна осуществляется через циркуляционный насос.
Напор регулируется опытным путём.
Лист необходимо приподнять для создания угла равного 60 градусам. Это необходимая величина для попадания на коллектор прямых солнечных лучей.
Вода в такой системе прогревается до 50С.
В течение нескольких часов вода в небольшом бассейне приобретёт комфортную температуру.

Более сложный вариант сборки коллектора из пластиковой трубы

На лист фанеры с рабочей стороны наносится чёрная краска.
Из полипропиленовой трубы диаметром 10 мм спаивается система в виде змеевика.
Отрезки трубы соединяются уголками.
Шаг между прямыми участками трубы равен 50 мм.
Конструкция крепиться к листу фанеры с помощью полиэтиленовых самозатягивающихся хомутов.
Труба окрашивается краской в чёрный цвет. Это необходимо не только для нагрева воды, но и для защиты материала трубопровода от разрушительного воздействия ультрафиолета.
Готовый блок обрамляется рамой из рейки 20х20 мм.

Задняя стенка коллектора обклеивается пенопластом для создания теплоизоляции внутреннего пространства.
Для установки конструкции собирается каркас из бруса сечением 50х50 мм.
Коллектор устанавливается на каркас жёстко для сопротивления ветру.
Подача воды осуществляется с нижнего края с применением циркуляционного насоса.
Выход воды осуществляется в верхнем углу противоположной стороны системы.
Температура воды при правильной регулировке насоса достигает 65с.
Горячая вода по шлангу поступает в бассейн.

Как сделать коллектор для бассейна своими руками

Солнечный обогреватель пирамидального или гибкого типа стоит, начиная с 20 тыс. руб. Самодельный водонагреватель, с учетом покупки всех необходимых комплектующих, обойдется в 5-6 тыс. руб. Для бассейна легче всего сделать пирамидальный гелиоколлектор. Водонагреватель отличается простым внутренним устройством. Легок в сборке.

Для начала следует сделать расчет длины и диаметра труб гелиоколлектора для бассейна. Вычисления выполняются следующим способом:

рекомендуемое значение скорости теплоносителя в гелиосистеме 0,4-0,7 м/с;

длина рассчитывается с учетом того, что 1 м шланга (диаметром 25 мм) в солнечный день нагреет около 3,5 л горячей воды за 1 час. В таблице приводится количество солнечных часов для регионов с умеренным климатом:

Январь	2	Май	8	Сентябрь	6
Февраль	3	Июнь	8	Октябрь	4
Март	5	Июль	8	Ноябрь	2
Апрель	6	Август	7	Декабрь	1

Расчет коллектора приблизительный, на интенсивности нагрева могут отразиться климатические условия.{banner_downtext}Пирамидальный солнечный водонагреватель для бассейна изготавливается:

из полиэтиленовой чёрной трубы;

из ПНД труб.

Каркас в виде елочки делается из дерева или металла. Крышка делается из поликарбоната или стекла. Солнечный коллектор для бассейна своими руками собирают по следующей схеме:

трубу накручивают спиралью на каркас и фиксируют хомутами;

между витками оставляют зазор в 1-1,5 см;

шланг в месте ввода в солнечный водонагреватель для бассейна теплоизолируют.

Расчеты показывают, что 1 м² абсорбирующей поверхности пластикового солнечного водонагревателя будет достаточно для полноценного нагрева 1 м² площади открытого уличного бассейна.

https://youtube.com/watch?v=oIQEh6UO104

Установка и подключение гелиоколлектора к бассейну

Гелиосистемы трубчатого и панельного типа должны монтировать специализированные бригады. Подсоединение к бассейну солнечных водонагревателей пирамидального типа и гибких коллекторов выполняется самостоятельно. Сборка выполняется по следующей схеме:

определяется место расположения гелиоколлектора;

пирамида устанавливается на отражающую подстилку;

гибкий коллектор расстилают прямо на поверхность грунта, либо монтируют на кровлю;

на подачу холодной воды из бассейна ставят насосную станцию;

обратку подключают напрямую к чаше искусственного водоема.

Подогреть воду в бассейне зимой с помощью одного только солнечного коллектора не получится. Если планируется эксплуатация водоема в течение всего года, нужно установить основной источник тепла: газовый, твердотопливный или электрический котел. Гелиосистема в зимнее время года будет компенсировать затраты на тепло в пределах 10-20%.

Особенности солнечного коллектора как прибора для отопления дома

Солнечный коллектор — это устройство, работающее за счёт поглощения солнечного излучения и передачи его энергии с помощью жидкости-теплоносителя.

Конструкция гелиосистемы состоит из следующих элементов:

Солнечный абсорбер(панель).
Резервуар-накопитель.
Узлы подачи и слива воды.
Регуляторы и датчики.

Принцип работы заключается в улавливании солнечных лучей панелью и преобразование их в теплоэнергию. Накопленная энергия воздействует на жидкость-теплоноситель (воду или антифриз). Теплоноситель поступает к резервуару с водой и отдаёт энергию. Запуск системы осуществляется специальным регулятором.

Проходя по контуру теплообмена — системе труб, нагретая жидкость отдаёт тепло в воздух. И за счёт этого отапливает помещение. В резервуаре-накопителе из-за подаваемого тепла происходит запас горячей воды впрок. За счёт системы теплоизоляции нагретая солнцем вода хранится до того момента, когда её необходимо будет использовать.

Для поддержания нужной температуры воды в резервуаре система снабжается специальными датчиками и насосами для принудительной циркуляции. В более простых вариантах циркуляция происходит за счёт естественного самотёка.

Современные гелиосистемы в настоящее время используются как основные и вспомогательные элементы отопительного оборудования. В качестве главного источника тепла гелиосистема может использоваться исключительно в южных регионах, где солнца достаточно круглый год.

Установка в доме солнечного коллектора позволяет извлечь следующую выгоду:

Приобретение энергонезависимости.
Снижение затрат на закупку газа и электричества для отопления и горячего водоснабжения.
Доступность.
Долговечность. Срок службы одного коллектора не менее 20-25 лет.
Отсутствие грязи и отходов.
Снижение нагрузки на электросеть дома.

У гелиосистем есть и некоторые недостатки:

Высокая стоимость оборудования. Срок окупаемости системы равен примерно 7-10 годам.
Зависимость от климатических условий. В некоторых регионах солнечная энергия поступает не регулярно, поэтому система не сможет работать в нужном режиме. В северных регионах КПД солнечного коллектора слишком низкий, и затраты на установку не окупаются.

Каково устройство прибора

Обогрев дома или подогрев воды (в том же бассейне) с помощью солнечного коллектора, который трансформирует солнечную энергию в тепловую, является самым оптимальным решением. Это устройство, которое в отличие от солнечных батарей, создающих электричество, обеспечивает нагрев непосредственного материала теплоносителя. Как раз поэтому солнечные коллекторы зачастую используются в качестве приборов для нагрева воды или обогрева помещений.
Сегодня существует два вида подобных водонагревателей: плоский и вакуумный.
Рассмотрим строение плоского водонагревателя. Плоский коллектор для подогрева воды имеет следующее устройство:

Плоский солнечный водонагреватель

защитное стекло;
медные трубки;
поглощающая поверхность;
теплоноситель;
теплоизоляция;
алюминиевая рама.

Теперь рассмотрим вакуумную модель. Ее сердцем является вакуумная труба. Она отвечает за поглощение света, который впоследствии преобразуется в тепло.

Вакуумный солнечный коллектор

Сама труба представляет собой две стеклянные трубка, которые вставлены одна в другую. При этом их торцы будут запаянными, а воздух выкачан. Трубка, которая находится внутри, необходима для поглощения света. Поэтому она окрашена в черный. Само стекло черной трубы изготавливается из специального боросиликата.

Устройство вакуумного коллектора

Трубки, применяемые в вакуумном коллекторе, отлично защищены от разнообразных повреждений. Они изготавливаются со стандартной толщиной в 1,8 мм.
Тепловая трубка устройства осуществляет перенос тепла вверх. Она представляет собой изолированную коробку. В ней находится коллекторная труба. Сам коллектор необходим для вывода из трубок тепла. Его корпус делается из алюминия, что играет на руку при его монтаже в процессе сборки своими руками. Он герметичен и предотвращает попадание вовнутрь влаги.
В качестве утеплителя, а также термоизоляции здесь используется минеральная вата. Рама делается из алюминия или нержавейки. Выбор материала зависит от погодных условий и места размещения коллектора.

Гелиоустановки для систем горячего водоснабжения и отопления

Большое распространение и популярность приобрели именно солнечные коллекторы, которые применяются в качестве устройства для нагрева какой-либо жидкости (чаще всего, воды) с целью ее использования в системах горячего водоснабжения или отопления.

Другой вид оборудования для преобразования энергии солнца – батареи, которые принципиально отличаются от коллекторов тем, что сначала вырабатывают и аккумулируют электрическую энергию, а в дальнейшем ее можно использовать для хозяйственных нужд.

Но данный вид получения и переработки солнечной энергии требует приобретения дорогостоящего оборудования, главными конструктивными единицами которого являются фотоэлементы, что не всегда оправданно, особенно в регионах с небольшим количеством солнечных дней в году.

В отличие от них, солнечные коллекторы для нагрева воды или отопления дома имеют быструю окупаемость, особенно если изготовить их самостоятельно, так как в этом случае расходы составят лишь стоимость материалов, в число которых дорогие фотоэлементы не входят.

Использование солнечных коллекторов имеет очевидные преимущества:

снижение затрат на отопление и подогрев воды для системы горячего водоснабжения;
экологичность данного вида энергии.

Чаще всего использование коллекторов оправданно для использования в системах отопления небольших коттеджей или организации горячего водоснабжения в летний период в загородном доме или на даче. Оправдан солнечный коллектор для бассейна в качестве устройства для подогрева воды.

Объясняется это относительно невысоким КПД таких установок, который может значительно уменьшаться в пасмурные дни.

Поэтому для оптимизации расходов на отопление частного дома лучше всего использовать коллекторы совместно с традиционным оборудованием, которое изначально может быть рассчитано для этого, либо имеет возможности для переоборудования или согласования параллельного функционирования двух систем теплоснабжения.

Также стоит отметить, что, кроме регулярного обслуживания и очистки поверхности коллекторов от грязи и мусора, некоторые из них не предназначены для работы при низких температурах, поэтому перед началом зимы их нужно законсервировать, предварительно слив из системы теплоноситель.

Основные разновидности солнечных коллекторов

Солнечный коллектор представляет собой устройство, главной функцией которого является превращение поглощенной солнечной энергии в тепловую с целью ее дальнейшего использования для нагрева теплоносителя в системах отопления, в том числе и в «теплых полах» и ГВС дома.

КПД коллектора напрямую зависит от двух факторов: типа устройства и его площади, поэтому нередко для его монтажа выбирается крыша здания.

Солнечные коллекторы условно можно классифицировать, используя разные критерии. Прежде всего, они делятся по типу теплоносителя на:

водяные (жидкостные);
воздушные.

По уровню предельных температур коллекторы бывают:

низкотемпературными – предел до 50°C, средний показатель 35-45 °C;
среднетемпературными до 80°C;
высокотемпературными – более 80°C.

Последние чаще всего являются промышленными образцами, сделать их своими руками не представляется возможным.

Конструктивно солнечные нагреватели воды могут быть:

плоскими, которые могут быть как воздушными, так и жидкостными;
вакуумными, использующими в качестве теплоносителя воду или иной вид жидкости;
трубчатыми – бывают и жидкостными, и воздушными;
термосифонными, или так называемыми накопительными интегрированными коллекторами, главным отличием которых является способность не только нагревания жидкости, но и поддержания ее температуры определенное время.

Последний вариант является самым простым как по устройству, так и по сложности изготовления и представляет собой несколько теплоизолированных емкостей с водой, а нагрев жидкости происходит через стеклянные крышки баков.

Данный тип коллекторов можно считать и самым простым в обслуживании, так как для того, чтобы он работал, необходимо лишь периодически очищать крышку емкости, но использовать его в холодное время года невозможно.

Плоские воздушные коллекторы тоже довольно просты и имеют вид специальной панели в виде герметичной коробки с теплоприемником с подключенными воздуховодами, по которым движется и нагревается воздух.

Для повышения эффективности их работы требуется увеличение их площади, например, за счет использования нескольких панелей в одной системе, а также использование вентилятора.

Тепловая энергия для вашего дома: как сделать коллектор своими руками?

Для изготовления устройства в ход могут идти листы поликарбоната, медные или полипропиленовые трубы.

Самой универсальной конструкцией является разработка болгарского инженера Станислава Станилова. Основной принцип действия этого коллектора — это использование парникового эффекта. Накопитель представляет собой помещённый в теплоизолированную деревянную коробку трубчатый радиатор, сваренный их стальных труб. Для подведения и отведения воды используются водопроводные трубы диаметром 1 или ¾ дюйма.

Коробка теплоизолируется со всех сторон при помощи пенопласта, пенополистирола, минеральной или эковатой. Особенно тщательно изолируется дно, куда поверх изоляции кладётся лист оцинкованного кровельного железа, на который ставится сам радиатор. Он закрепляется в коробке стальными хомутами. Металлический лист и радиатор красятся чёрной матовой краской, а коробка со всех сторон, кроме стеклянной крышки, покрывается белой краской. Покровное стекло, через которое будет проходить к радиатору солнечный свет, хорошо герметизируется. Накопителем тепла может служить металлическая бочка, помещённая в дощатой или фанерной коробке, в полости которой заполняется эковатой, сухими опилками, керамзитом, песком.

Необходимые инструменты и материалы

стекло (например, 1700/750 мм);
рама под стекло;
оргалит для дна;
доска сечением 120/25 мм;
стальная полоса сечением 20/2,5 мм, длина 3 м;
накладка-уголок;
деревянный брусок сечением 50/30 мм;
соединительная муфта;
труба радиатора;
приёмная труба радиатора ;
хомуты для крепления;
оцинкованное железо в качестве отражателя;
теплоизолятор;
бак на 200−300 литров.

Изготовление: пошаговые действия

Из досок сколачивается короб, днище которого усиливается брусом.
На дно укладывается теплоизоляция (пенопласт, пенополистирол, минеральная вата), поверх которой кладётся лист железа или жести.
Сверху ставится радиатор и закрепляется хомутами из стальной полосы.
Все соединения герметизируются, стыки и щели замазываются.
Трубы радиатора и металлический лист выкрашиваются в чёрный цвет.
Короб и бак для воды выкрашивается в серебристый цвет. Бак для воды помещается в теплоизолированный короб или бочку (между баком и стенами короба насыпается теплоизоляционный материал).
Для создания постоянного небольшого давления приобретается аквакамера с поплавковым клапаном, как в бочке унитаза. Её можно приобрести в магазине сантехники.
На чердаке дома, под крышей размещается аквакамера и накопитель воды (бак). Аквакамера помещена выше бака как минимум на 0,8 м.
Коллектор размещается на крыше южной стороны дома под углом 45 к горизонту.
Далее идёт соединение всей системы между собой трубами: полудюймовыми трубами монтируется высоконапорная часть системы от аквакамеры до водопроводного ввода. Дюймовыми трубами монтируются низконапорные части. Минимальное количество труб — 12 штук, но, в зависимости от расстояний между частями коллектора, понадобится 18−15 труб, но не менее 12.
Чтобы избежать воздушных пробок, система заполняется водой с нижней части радиатора. Как только вся система наполнится водой, из дренажной трубки аквакамеры польётся вода.
Открываем вентиль в трубе для заполнения бака.
Вода начинает нагреваться сразу же. Тёплая вода поднимается вверх, вытесняя холодную, и та автоматически поступает в радиатор.
Как только часть воды будет использована, поплавковый клапан в аквакамере сработает, и холодная вода снова поступит в нижнюю часть системы. Смешивания воды при этом не происходит.

В ночное время желательно перекрывать доступ воды в бак, чтобы не возникли теплопотери.

Принцип работы и конструкционные особенности

Современные гелиосистемы – один из видов альтернативных источников получения тепла. Они применяются в качестве вспомогательного отопительного оборудования, перерабатывающего солнечное излучение в полезную владельцам дома энергию.

Они способны полностью обеспечить горячее водоснабжение и отопление в холодное время года только в южных регионах. И то, если занимают достаточно большую площадь и установлены на открытых, не затененных деревьями площадках.

Несмотря на большое количество разновидностей, принцип работы у них одинаковый. Любая гелиосистема представляет собой контур с последовательным расположением приборов, и поставляющих тепловую энергию, и передающих ее потребителю.

Основными рабочими элементами являются солнечные батареи на фотоэлементах или солнечные коллекторы. Технология сборки солнечного генератора на фотопластинах несколько сложнее, чем трубчатого коллектора.

В этой статье мы рассмотрим второй вариант – коллекторную гелиосистему.

Солнечные коллекторы пока служат вспомогательными поставщиками энергии. Полностью переключать отопление дома на гелиосистему опасно из-за невозможности прогнозировать четкое количество солнечных дней

Коллекторы представляют собой систему трубок, соединенных последовательно с выходной и входной магистралью или выложенных в виде змеевика. По трубкам циркулирует техническая вода, воздушный поток или смесь воды с какой-либо незамерзающей жидкостью.

Циркуляцию стимулируют физические явления: испарение, изменение давления и плотности от перехода из одного агрегатного состояния в другое и др.

Принцип действия солнечных коллекторов основан на получении и накапливании солнечной энергии, сообщаемой теплоносителю (+)

Сбор и аккумуляция солнечной энергии производится абсорберами. Это либо сплошная металлическая пластина с зачерненной наружной поверхностью, либо система отдельных пластин, присоединенных к трубкам.

Для изготовления верхней части корпуса, крышки, используются материалы с высокой способностью к пропусканию светового потока. Это может быть оргстекло, подобные полимерные материалы, закаленные виды традиционного стекла.

Для того чтобы исключить потери энергии с тыльной стороны прибора в короб укладывается теплоизоляция

Надо сказать, что полимерные материалы довольно плохо переносят влияние ультрафиолетовых лучей. Все виды пластика имеют достаточно высокий коэффициент теплового расширения, что часто приводит к разгерметизации корпуса. Поэтому использование подобных материалов для изготовления корпуса коллектора стоит ограничить.

Вода в качестве теплоносителя может применяться только в системах, предназначенных для поставки дополнительного тепла в осенне/весенний период. Если планируется круглогодичное использование гелиосистемы перед первым похолоданием техническую воду меняют на смесь ее с антифризом.

В воздушных гелиосистемах в качестве теплоносителя используется воздух. Каналы для его движения можно сделать из обычного профлиста (+)

Если солнечный коллектор устанавливается для обогрева небольшого строения, не имеющего связи с автономным отоплением коттеджа или с централизованными сетями, сооружается простейшая одноконтурная система с нагревательным прибором в начале ее.

В цепочку не включают циркуляционные насосы и нагревательные устройства. Схема предельно проста, но работать она может лишь солнечным летом.

При включении коллектора в двухконтурное техническое сооружение все гораздо сложнее, но и диапазон пригодных для применения дней существенно увеличен. Коллектор обрабатывает только один контур. Преобладающая нагрузка возлагается на основной отопительный агрегат, работающий на электроэнергии или любом виде топлива.

Для изготовления солнечного коллектора можно воспользоваться готовой схемой, можно построить собственную пилотную модель и опробовать ее на практике (+)

Несмотря на прямую зависимость производительности солнечных приборов от количества солнечных дней, они востребованы, и спрос на солнечные устройства стабильно повышается. Популярны они среди народных умельцев, стремящихся направить все виды природной энергии в полезное русло.

Как работает подогрев бассейна при помощи солнечного коллектора

Концентрация солнечной энергии с последующей передачей ее теплоносителю производится солнечными коллекторами, еще их часто называют солнечными нагревателями для бассейна. С помощью теплообменных устройств эта энергия передается воде. Одной только солнечной энергией стабильно и в течение длительного времени поддерживать необходимую температуру невозможно. Поэтому данный источник энергии используется в большинстве случаев как вспомогательный, где в качестве основного применяется обычно мощная нагревательная установка с питанием от электрической сети. Электронный контроллер регулирует участие солнечного коллектора для сохранения нужного теплового баланса воды в бассейне.

Схема двухконтурного нагрева воды в бассейне представлена на изображении:

В контур нагрева бассейна солнечными коллекторами входят следующие конструктивные элементы:

собственно сам коллектор;
насос, создающий возможность циркуляции воды в бассейне;
теплообменник, выполняющий передачу тепла от нагретой в коллекторе жидкости всей массе воды бассейна;
обязательно наличие фильтров для очистки воды;
клапаны (нагнетающий, обратный), которые регулируют необходимую подачу воды.

Насос подает воду из бассейна в теплообменник. Если температура ниже установленной нормы (что фиксирует датчик на входе), контроллер дает команду на подачу нагретой в коллекторе жидкости в теплообменник. Происходит нагрев холодной воды из бассейна. Если температура воды соответствует норме, она, минуя теплообменник, возвращается в бассейн.

Накопительная гелиосистема своими руками

При наличии необходимого оборудования, материалов вполне под силу сделать накопительный нагреватель воды самостоятельно. Как правило, такие устройства широко используются на дачах в летний период для обустройства летнего душа. При должной доработке их можно трансформировать до уровня полноценной гелиосистемы, обеспечивающей дом отоплением, горячим водоснабжением.

Материалы:

емкость большого объема, либо несколько поменьше. Главное, чтобы общий объем жидкости был достаточным для обеспечения нужд;
металлопластиковый трубопровод;
запорная арматура;
металлокаркас для монтажа системы.

Изготовление:

В нижней части емкости просверливается отверстие строго по внешнему диаметру металлопластиковой (или любой другой) трубы.
Бак соединяется с трубой, место соединения надежно герметизируется.
Вверху прорезается проем для заполнения резервуара водой.
Для контроля за наполнением можно установить датчик, либо простую поплавковую систему.
Предусмотреть выход для воздуха, вытесняемого водой при нагревании.
Окрасить баки черным цветом для быстрого прогревания воды.
Сделать металлический каркас для крепления емкостей. Часто устройство размещают повыше, например, на кровле строения.
Подвести трубопровод непосредственно к месту использования.

Данное устройство можно использовать для летного душа, в жаркую погоду будет довольно быстро прогревать воду до комфортной температуры.

Как нагреть воду?