- Використання нагрівального бака
- Пасивний сонячний водонагрівач
- Особливості конструкції сонячного колектора
Щодня нашу землю висвітлює сонце, а це величезна кількість енергії. Якщо скористатися хоча б її частиною, то гаряча вода у вас буде безкоштовно, для цього просто треба зробити сонячний водонагрівач своїми руками. 
Схема сонячного колектора: 1 - трубки з рідиною (вода, антифриз), 2 - теплоізоляційний корпус, 3 - відбивач, 4 - рама жорсткості, 5-6 - баки для холодної і гарячої води.
Використання нагрівального бака
Найпростішою системою нагріву води, якої люди користуються вже багато років, є бак, що нагрівається сонячними променями. Незважаючи на те, що це елементарна конструкція, вона досить ефективна і часто використовується в приватних будинках для «літнього душа».
Якщо дану конструкцію укомплектувати резервуаром, де буде зберігатися тепла вода, то її ефективність значно збільшиться.
Для того щоб зробити сонячний водонагрівач своїми руками, необхідно знати, що найважливішою деталлю в ньому буде нагрівальний бак. Можна використовувати металеву бочку, але краще спеціальний поліетиленовий бак ємністю близько 200 літрів. Він більш зручний, тому що не піддається корозії і не вимагає фарбування на відміну від металевої конструкції, має невелику вагу і його легше монтувати на дах.
За день під дією сонячних променів вода в такому баку нагрівається до 40-45 ºС і цього вистачає для побутових потреб. Але якщо протягом дня ви всю воду не витрачаєте, то за ніч вона остигає, і користуватися нею цілодобово не вийде. Для того щоб мінімізувати втрати тепла, можна або утеплити сам бак, або збирати теплу воду в утеплену ємність.
Схема сонячного водонагрівача.
Багато людей, що проживають в приватних будинках, для нагріву води використовують електричні та газові бойлери. Саме їх і можна використовувати для зберігання нагрітої за день води. Такий сонячний водонагрівач має просту конструкцію. І складається з бака, бойлера і крана. З водопроводу вода подається в бак, після чого надходження води перекривається. Та тепла вода, що протягом дня була використана, ввечері зливається в бойлер і її можна використовувати далі. Якщо нагрівальний бак не використовується, то вода з водопроводу безпосередньо надходить в бойлер, весь процес регулюється за допомогою кранів.
Такий сонячний водонагрівач має просту конструкцію, але у нього є два серйозні недоліки:
- кожен день доводиться набирати і зливати воду з нагрівального бака;
- теплою водою можна буде користуватися тільки в ті дні, коли буде сонячна погода і температура повітря не менше 20 ºС.
Пасивний сонячний водонагрівач
Щоб була можливість отримувати теплу воду і в похмуру погоду, нагрівальний бак необхідно замінити сонячним колектором.
Для того щоб сконструювати такий сонячний нагрівач, спочатку треба зробити колектор. Щоб він працював надійно, був простим в збірці і мав невисоку ціну, необхідно правильно вибрати матеріал для виготовлення колектора. Найнадійнішим матеріалом вважаються тонкостінні мідні або металеві труби, але їх складно монтувати і вони мають велику вагу.
Схема пасивного сонячного нагрівача.
Більш простим і зручним варіантом вважається виготовлення колектора з металопластикових або поліпропіленових труб, але в цьому випадку велика ймовірність виникнення протікання через їх пошкоджень. Якщо використовувати звичайний садовий шланг, то всі зазначені недоліки зникають, і залишається тільки скрутити його в вигляді спіралі. Його гнучкість дозволяє зробити конструкцію єдиним цілим, ні з'єднань, і вода підключається безпосередньо від колектора в будинок.
Найпростіший сонячний водонагрівач із садового шлангу складається з самого шланга, віконного скла, пінопласту для теплоізоляції і основи. Нагрівання води відбувається за рахунок сонячних променів, що потрапляють через скло на шланг з водою. Після того як шланг нагріється, тепло від його відбивається склом і знову використовується для нагріву води. У літню пору оптимальний кут нахилу колектора становить 35 º, а в осінньо-весняний період 40º.
Перед початком роботи з сонячного колектора витісняють повітря, після він приєднується до бойлера. Під дією термосифонного ефекту вода з бойлера тече в колектор. Щоб його відключити, необхідно просто перекрити кран.
Мінусом такої конструкції є те, що періодично треба регулювати подачу води в сонячний колектор.
Щоб провести розрахунок такого водонагрівача, треба враховувати, що м шланга діаметром 25 мм при температурі повітря 25 і ясній погоді нагріває до температури 45 ºС 3,5 літра води в годину. Якщо довжина шланга 10 метрів, то за годину буде нагріватися 35 літрів води. У літній період 8 годин світить сонце, тому отримуємо 280 літрів гарячої води.
Використовувати такий нагрівач можна поки температура повітря не буде нижчою 8 ºС. При негативних температурах воду з колектора треба злити.
Особливості конструкції сонячного колектора
Схема пристрою сонячного колектора.
Інструменти і матеріали, які необхідні для роботи:
- гумовий або поліетиленовий шланг, діаметром від 20 мм;
- дерев'яні бруси для створення каркаса;
- віконне скло;
- пінопласт для утеплення;
- крани;
- ємність для води, бойлер;
- хомути;
- пила по дереву;
- викрутка і гайкові ключі;
- склоріз.
Щоб зробити сонячний водонагрівач, краще використовувати гумовий або армований шланг діаметром не менше 20 мм і товщиною стінки від 2,5 мм. Необхідно віддавати перевагу шлангах чорного або темного кольору.
Вода переміщається за рахунок термосифонного ефекту, тому треба, щоб бойлер був мінімум на 60 см вище верхньої частини колектора. Треба намагатися, щоб підвідний трубопровід мав мінімальну довжину.
Для зниження втрат тепла, задня частина шланга утеплюється за допомогою пінопласту. Щоб зафіксувати шланг у вигляді спіралі, треба прив'язати його до дерев'яного брусу або трубі.
Необхідно використовувати віконне скло, плівка або органічне скло в даному випадку не підходять. Від шланга до скла повинно бути 12-20 мм.
Якщо планується використовувати сонячний водонагрівач в теплу пору, то потрібно одинарне скло. Якщо в холодну пору, то подвійне скло, в такому випадку менше втрати тепла, але більше відбиваються сонячні промені. Щоб знизити тепловтрати, висновки шланга треба ізолювати. Якщо довжина труби до 3 м, то досить буде в якості теплоізоляції використовувати пенопропілен, якщо більше, то використовують фольгований пінополіуретан.
Такий сонячний водонагрівач дозволить в літній період економити до 80% енергії, що витрачається на нагрів гарячої води, а в восени і навесні до 40%. Якщо перерахувати це в кіловати, то економія на одну людину за рік вийде близько 400 кВт * год.