Солнечный нагрев бассейна своими руками. Как сделать солнечный коллектор своими руками: типы конструкций и этапы работ
При выборе коллектора необходимо определиться с мощностью оборудования, затем с необходимой площадью солнечной батареи. К тому же нужно учитывать погодные условия региона, количество солнечных дней и потребность использования бассейна.
Чтобы определиться с выбором, необходимо:
- Учесть тип резервуара (открытый бассейн или закрытый).
- Выбрать место для установки конструкции.
- Высоту установки устройства.
- Подобрать подходящий тип солнечной батареи.
- Выбрать оптимальное расположение и наклон батареи.
- Определить оптимальный объём коллекторного резервуара, в зависимости от потребностей бассейна, его цветового покрытия, материала утеплителя.
- Определить температуру воды при подаче.
- Определиться с интенсивностью использования бассейна. Количество использующих людей.
- Подобрать необходимую температуру воды.
- Определить количество подачи воды.
Для каждого бассейна будут свои особенности установки прибора. К примеру, для закрытого бассейна минимальная площадь солнечных батарей начинается от 50% поверхности бассейна. В открытом бассейне эта площадь увеличивается, до минимальных 70%.
Устройство
Устройство солнечного коллектора
Отличным решением для бассейна является солнечный коллектор, собирающий переносимую солнцем тепловую энергию. В отличие от солнечных батарей, создающих электричество, коллектор нагревает именно материал теплоносителя. В большинстве солнечный коллектор применяется в качестве прибора отопления и водоснабжения.
Есть несколько разновидностей коллекторов: вакуумный и плоский.
Рассмотрим устройство вакуумного прибора:
Вакуумная трубка – это сердце коллектора, отвечающее за поглощение света и впоследствии превращающее его в тепло.
Трубка, представляет собой две трубы из стекла, одна из которых вставлена в другую. Их торцы запаяны, а изнутри выкачан воздух. Внутренняя трубка выполнена чёрным цветом, позволяющим трубке поглощать свет.
Стекло произведено из специального боросиликата. Такой материал применяется в изготовлении варочных поверхностей для кухни. Материал обладает большой вязкостью и довольно устойчив к трещинам.
Трубки защищены от повреждений и изготовлены со стандартной толщиной (1.8 мм).
Тепловая трубка – переносящая тепло вверх в коллектор.
Тепловая трубка
Коллектор представляет собой полностью изолированную коробку с находящейся в ней коллекторной трубкой. Коллектор отвечает за вывод тепла из трубок.
Корпус исполнен из алюминия, что облегчает монтаж. Он полностью герметичный и не пропускает влагу.
Утеплителем и термоизоляцией внутри служит минеральная вата.
Монтажная рама обычно изготавливается из нержавейки либо алюминия, в зависимости от места установки и погодных особенностей. На раме находятся все детали устройства.
Рассмотрим устройство плоского коллектора:
- защитное стекло;
- поглощающая поверхность;
- теплоизоляция;
- теплоноситель;
- медные трубки;
- алюминиевая рама;
Особенности работы
Вакуумный
Для достижения большей эффективности, устройство нужно устанавливать на крыше. Собирательные способности коллектора не зависят от погоды и температуры воздуха. Монтироваться устройство, может, под любим наклоном, начиная от 5 до 90 градусов.
Вакуумные трубки устройства улавливают солнечную энергию. Проходя через прозрачную внешнюю трубку, энергия задерживается во второй колбе с нанесённым на неё абсорбентом.
Таким образом, абсорбент нагревается до определённой температуры и проникает через вторую колбу на тепловую трубку, а нагретый эфир, превратившийся в пар,переходит в рабочую часть тепловой трубки. Отдав тепло, пар превращается в конденсат и возвращается обратно в нижнюю часть трубки, затем цикл повторяется.
Плоский
Работа плоского коллектора основана на парниковом эффекте. Излучения солнца почти полностью поглощаются внешним стеклом, и примерно 90% энергии доходят до внутреннего поглотителя. При нагревании покрытие начинает излучать тепловую энергию.
Передача аккумулированной энергии к носителю тепла осуществляется при помощи медных либо алюминиевых элементов.
Подогрев бассейна солнечными коллекторами
В первую очередь работоспособность коллектора для прогрева воды в бассейне предполагает обязательную установку фильтра перед баком, обратного и ещё воздушного клапана, предотвращающих обратный отток после сброса воды. Клапаны по стандарту должны размещаться на 1 метр выше воды.
Конструкция устройства:
- коллектор;
- насосы, обеспечивающие подачу, а также циркуляцию воды;система теплообмена, передающая тепло всей воде;фильтры защиты, очищающие воду;клапаны, исполняющие роль подачи воды;
Вода через фильтры подаётся в теплообменник из бассейна, где фиксируется температура. Если вода ниже необходимой температуры тогда она поступает в теплообменник. Если температура соответствует установленной, тогда вода откачивается обратно в бассейн.
Для открытых бассейнов оптимальная температура примерно +20 +27 градусов. Обеспечивать необходимый комфорт бассейна обычными способами весьма накладно. Но используя солнечные коллекторы, есть возможность круглый год поддерживать необходимую температуру и при этом экономить.
Приятным дополнением будет и возможность подключить коллектор к системе отопления, что позволит ощутимо уменьшить нагрузку на другие . К тому же уход за солнечными системами довольно прост.
Устанавливая коллектор, стоит придерживаться несложных правил:
- Всё оборудование категорически нельзя ставить на ровной площадке. Прокладка труб для обратной подачи обязательно должна быть выше, чем трубы прямой водоподачи. Таким способом устраняется возможность появления воздушных пробок, которые замедляют подогрев.
- Для бассейнов закрытого типа устанавливать коллектор необходимо на южной стороне с максимально допустимым отклонением в 45 градусов.
- Используя вакуумный коллектор с возможностью установки на плоские кровли (15 градусов), компасные ориентиры можно не применять. Такой вариант установки ориентируется на высоту солнца.
- Как вариант, можно установить коллектор прямо над бассейном. Таким образом, коллектор будет играть роль неплохой теплоизоляции. К тому же такой вариант может обезопасить от перегрева теплоноситель.
Потери тепла и их снижение
Не избежать и естественной для всех обогревательных систем потери тепла. Тщательный расчёт при установке солнечного коллектора и бассейна, позволит снизить этот показатель и повысить эффективность.
Основные причины потери тепла:
- Самый обычный обмен воды в среде и её испарение.
- Разбрызгивание воды из бассейна или перелив за борта.
- Грунт вытягивает тепло из бассейна.
- Во время чистки фильтра для тёплой воды.
- Потеря части тепла при первичном прогреве.
Возможности снижения потерь:
- Потерю тепла, отдаваемую грунту в летнее время можно почти не учитывать. Грунт имеет плохую теплопроводность. И потери этого типа относительно невелики. Теплоизоляция ванны бассейна толщиной всего в 1 сантиметр, снижает примерно 80% потерь. Изоляцию блоками бетона необходимо ставить снаружи ванны, а для сборных бассейнов необходимо подкладывать специальные маты.
- Бассейн необходимо защитить от ветра.
- Потерей тепла во время чистки фильтров , можно не учитывать, если чистить фильтры не чаще раза в неделю.
- Вследствие того, что ночью испарение выше, чем днём, бассейн нужно накрывать материалом с теплоизоляцией. Обязательно материал необходимо снимать в дневное время. Скопившуюся жидкость сверху материала нужно убрать, без попадания в бассейн.
- Установленный поверх бассейна коллектор сохраняет тепло воды.
Применение вышеперечисленных методов в комплексе помогут ощутимо снизить потери тепла.
Обзор цен
Цены на солнечные приборы напрямую зависят в большинстве от стран производителей и брендов. Основными производителями коллекторов считаются Европа, Китай и Россия. Качественные коллекторы плоского типа из Европы будут в разы дороже, чем китайские вакуумные коллекторы.
В отношении ценовой политики, российские устройства и китайские коллекторы будут ощутимо дешевле, чем европейские. Бренды Европы представляют плоские устройства с высоким качеством и с максимальной эффективностью для данного типа.
Российские плоские коллекторы ощутимо ниже качеством европейских. Однако, лучшие российские почти сравнимы с европейскими по показателям. В то же время худшие, можно сравнить с дешёвыми китайскими.
Лучшие китайские коллекторы плоского типа сравнимы с русскими. Выпускаемые же без бренда коллекторы, малоэффективны. В производстве вакуумных устройств китайцы довольно преуспели.
Приблизительные цены начинаются от 350 долларов и доходят до 2000 долларов и выше.
Экономить на коллекторе не стоит. Так как, покупка дешёвого прибора может сказаться на меньшем сроке гарантии и низком периоде эксплуатации. К тому же КПД применения плоского прибора в холодном климате в разы ниже, чем вакуумного.
Отзывы
Для тёплого климата отлично подойдут плоские коллекторы, являющиеся самым распространённым типом. Этот тип устройств одним из самых эффективных по своим показателям и длительности эксплуатации.
Преимущества:
- эффективность;
- простота конструкции;
- надёжность;
- эксплуатация круглый год;
- длительность эксплуатации;
Недостатки:
- В отсутствие солнечной погоды, очень низкое КПД.
- Ощутимые тепловые потери из-за воздушного зазора. Особенно заметны в холодное время (до 80%).
- Сложность установки. Необходима точная ориентация и соблюдение угла наклона.
- Парусность. При сильных рывках ветра, конструкцию может снести.
- Сложность обслуживания, а также ремонта.
Оптимальным в холодном климате является вакуумный коллектор. Отличные показатели КПД и низкая потеря тепла.
Преимущества:
- Весь год высокий КПД.
- Работа с минимальными потерями зимой.
- Низкая теплопотеря.
- Обеззараживание.
- Интенсивная работа.
- Удобство монтажа. Конструкция разборная очень мобильна в перевозке.
- Высокая надёжность.
- Низкая парусность.
Недостатки:
- высокая стоимость;
- минимальный угол наклона 20 градусов;
- исчезновение вакуума;
Мифы о коллекторах
- Вакуумные устройства засыпает снегом. Вакуумное устройство может засыпать, если на нём выступит иней. Но даже самый маленький ветер сбивает с него снег ведь минимальный наклон 20 градусов.
- Коллекторы не окупаются. Хороший коллектор стоит ощутимо дорого, но срок службы в 20 лет позволяет окупить прибор сторицей. Ведь устройство можно подключить и к отопительной сети.
- Вакуумные работают хуже плоских и наоборот. Каждый тип коллектора качественно исполняет свои задачи. Определённый тип будет актуален в одной ситуации и погодных условиях, а другой в других.
- Вакуумные трубки легко разбиваются. Трубки производятся из ударостойкого стекла. Рассчитанного на удары града.
- Все китайские коллекторы плохие. Помимо самопальных устройств, Китай занимает первое место по высококачественным вакуумным приборам. Лидер этого рынка в Китае является HiminSolar.
Изготовление своими руками
Соорудить коллектор с помощью подручных средств, не так сложно.
Что нужно:
- Радиатор . Можно сварить трубы в качестве радиатора. Для отвода и подвода используются толстые трубы.
- Деревянный короб для радиатора , с остеклённой передней частью.
- Накопитель . Для хранения жидкость.
- Аванкамера . Создающая в избытке давление.
Советы:
- Чтобы воздух стравливался, нужно снизу теплообменников установить дренажные вентили.
- Трубопровод должен быть теплоизолирован. Можно обмотать полиэтиленом, затем завернуть в ткань и покрасить в белый.
- Необходим вентиль, для перекрытия циркуляции теплоносителя.
- Задавать необходимую температуру, можно с помощью смесителя.
Изготовление короба:
- Используйте доски размерами: 120 миллиметров (ширина) и 30 миллиметров (толщина).
- Днище выполнить из фанеры, как вариант использование текстолита.
- Теплоизолируйте днище, подойдёт минеральная вата, возможно, пенопласт. Затем закройте оцинковкой.
Самодельный радиатор для солнечного коллектора
Радиатор:
- Понадобится 15 труб (полудюймовых) по 1600 мм и 2 трубы (однодюймовых) по 700 мм.
- В трубах (дюймовых) просверлите отверстие для перпендикулярного присоединения тонких труб. Отверстия необходимы соосные по одной стороне (шаг 45 мм максимум).
- Свариваем конструкцию.
- На лист оцинковки устанавливаем теплообменник. Фиксируем хомутом, возможна фиксация стальными полосками.
- Внутри короба и трубы теплообмена красим в чёрный цвет. Снаружи всё в белый.
- Устанавливаем стекло в короб. Зазор между трубами и стеклом соблюдаем 12 мм.
Изготовление накопителя – yа эту роль подойдёт абсолютно любой резервуар (герметичный) объёмом 200-400 литров. Накопитель тоже следует поместить в короб, а свободное пространство заполнить теплоизоляцией (опилки, пенопласт, вата).
Аванкамера –cосуд объёмом не превышающим 40 литров, необходимо на него установить водоподающее устройство (шар кран, как в туалетных бачках).
Сбор элементов:
- Монтируем накопитель затем аванкамеру. Важно следить за перекрытиями, ведь в таких устройствах обычно собирается много воды.
- Устанавливаем коллектор на крышу с наклоном примерно 35-40 градусов.
- Расположить теплообменник нужно на расстояние 0.7 метра от накопителя.
- Под аванкамерой должен расположиться накопитель, а под ним коллектор.
- Соединяем элементы и подключаем к сети водопровода. Высоконапорные участки лучше подключать полудюймовыми трубами, а дюймовые для низконапорной сети.
- Заполните устройство водой.
- Проверьте герметичность.
Теперь можно приступить к эксплуатации.
Заключение
Коллекторы заслуживают должного внимания не только в качестве подогрева бассейнов, но и как альтернатива центральному отоплению. Простота использования и перспектива экономии за счёт продолжительности службы устройства делает его незаменимым в частных домах. А возможность выбора подходящей конфигурации прибора в зависимости от условий позволяет использовать его почти везде.
Экология потребления. Усадьба: Существует несколько способов подогрева воды в бассейне. Монтаж некоторых из них вполне можно освоить самостоятельно. Эта статья расскажет, как сделать обогрев воды в бассейне своими руками, используя солнечную энергию
Среди различных решений задачи подогрева воды в бассейне своими силами, одним из оптимальных вариантов можно считать использование тепловой энергии солнца. Основным элементом такой системы обогрева является солнечный коллектор, процесс постройки которого мы и рассмотрим подробнее, на примере конкретного бассейна.
Бассейн, в котором будем делать систему обогрева воды, представляет собой ёмкость объёмом 10 м3, уже оборудованный системой фильтрации. Над ним выполнен купол из поликарбоната (была поставлена обыкновенная, подходящая по габаритам теплица). Закрытый бассейн меньше остывает в ночное время, а вода в нём чище - не попадает листва, насекомые и другой мусор. Учитывая наличие погружного насоса, было принято решение организовать подогрев воды без изменения действующей системы.
Принцип работы системы
Погруженный на дно бассейна электрический насос забирает холодную воду. По шлангу она подаётся в змеевик из металлопласта. Теплоноситель, проходя по трубам, нагревается от солнечных лучей и далее через другой гофрированный шланг подаётся обратно на дно бассейна, но с противоположного края.
На схеме показаны соединения коллектора и бассейна. Для выпуска воздуха предназначен воздушный клапан. От тройников коллектора к насосу протянуты гофрированные шланги минимально возможной длины - для снижения тепловых потерь.
1 - клапан выпускной; 2 - тройник; 3 - коллектор; 4 - тройник; 5 - кран на слив; 6 - кран на подводящий шланг; 7 - обратный клапан; 8 - погружной насос; 9 - бассейн
Для монтажа системы обогрева потребуются следующие инструменты:
| № | Наименование материала | Количество |
| 1 | Деревянный брус 50х50 мм | 38 м |
| 2 | Фанера 12-15 мм | 5 кв. м |
| 3 | Труба металлопластиковая ½ дюйма | 110 м |
| 4 | Крепёж для труб пластиковый | 160 шт |
| 5 | Угол (папа-мама) для металлопласта | 60 шт |
| 6 | Угол (мама-мама) для металлопласта | 62 шт |
| 7 | Переход на штуцер ½ дюйма | 105 шт |
| 8 | Клапан выпуска воздуха | 1 шт |
| 9 | Тройник ½ дюйма | 3 шт |
| 10 | Кран сливной ½ дюйма | 2 шт |
| 11 | Обратный клапан | 1 шт |
| 12 | Насос погружной производительностью 3-4 м3/час | 1 шт |
| 13 | 2 шланга гофрированных | |
| 14 | Лист металлический | 5 кв. м |
| 15 | Профиль алюминиевый 1200 мм | 4 шт |
| 16 | Уголок стальной оцинкованный 50х100 мм | 64 шт |
| 17 | Стекло 4 мм | 4 куска |
| 18 | Нитрокраска чёрная | 5-7 л |
| 19 | Доска 30х100 | 9 м |
| 20 | Гидроизоляция рулонная | 5 кв. м |
| 21 | Плитка тротуарная толщиной не менее 40 мм | 4кв. м |
| 22 | Саморезы | |
| 23 | Лента уплотнительная сантехническая | |
| 27 | песок | |
| 28 | Герметик |
Порядок выполнения работ
1. Выбирается место под установку коллектора по следующим параметрам:
- минимальное расстояние до бассейна;
- плоскость коллектора должна быть направленна на юг.
На размеченной площадке снимается дерновой слой. Выполняется песчано-гравийная подушка с обязательной трамбовкой. После чего стелется слой гидроизоляции и выкладывается тротуарная плитка.
2. Из бруса делается каркас, детали между собой соединяются через уголки.
3. На земле готовится рама щита и обшивается фанерой. Потом щит поднимается и закрепляется на каркасе.
4. По периметру (с помощью уголков) монтируются доски бортов с пазами под стекло. На фанерную плоскость крепятся листы металла. Теперь щит окрашивается чёрной краской.
Размечаются на плоскости коллектора места монтажа креплений металлопласта - расстояние между трубами около 45 мм. После установки креплений в них монтируются нарезанные металлопластиковые трубы. С помощью уголков и штуцеров собирается змеевик.
В бортах сверлятся два отверстия для выхода труб, на концах которых устанавливаются тройники. Собирается вся остальная схема водовода и проводится гидравлическое испытание. Затем весь змеевик покрывается чёрной краской.
5. По центру щита крепится опорный брусок и собирается каркас из алюминиевых профилей. Теперь нарезаются стекла нужных размеров, их периметр промазывается герметиком, и они кладутся в пазы профиля и деревянных боковин. В месте стыка четырёх листов стекла устанавливается фиксирующая накладка, а по бокам - куски уголков.
6. Для питания насоса внутри ставится влагозащитная розетка. Всё готово, остаётся включить насос и проводить практические испытания.
Выполненная система не оборудована какой-либо автоматикой, поэтому запускать и отключать её необходимо вручную. Перед посещением бассейна в целях безопасности подразумевается полное отключение электрической части.
В солнечный день температура воды на выходе из коллектора достигает 70–75 °C. При работе насоса 4–7 часов в день вода в бассейне прогревается до 25–30 °C. Если убрать из схемы обратный клапан, то возможна установка менее слабого насоса. Но тогда придётся вручную крутить кран на подающем шланге.
Изготовленная установка, конечно, требует доработок. Например, после насоса можно поставить электромагнитный клапан с управлением от таймера или фотореле. Но главный вывод этого проекта в том, что обогрев бассейна с помощью солнца - вполне реализуемая своими силами идея. опубликовано
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet
Присоединяйтесь к нам в
Идея такого коллектора принадлежит жителю из Московской области, который после строительства недорогого бассейна задался вопросом его подогрева. Так и пришла в голову идея, как можно своими руками изготовить коллектор, с помощью которого можно нагреть 10 кубических метров воды до приемлемой температуры.
Схема подключения коллектора упрощенная, вода закачивается с нижней части бассейна и затем поступает в коллектор. Ну а с выходного отверстия вода коллектора вода затем поступает в бассейн. Насос использовался Джилек Дренажник 170/9 производительностью 10200 л/ч, а высота подъема составила 9 метров.
Что касается теплообменника, то его было решено изготовить из пластиковых труб диаметром 1/2 дюйма. При этом используется не цельная труба, закрученная в спираль, а своего рода «змейка». Именно благодаря укладке труб «змейкой» при наступлении холодов воду с труб очень легко слить.
Чтобы при сгибе металлопластиковой трубы выдержать радиус около 5 см и обеспечить хорошую плотность укладки труб, были использованы металлические уголки. При таком подходе расстояние между трубами удалось сократить вдвое. Конечно, эффективнее бы работали медные трубы, но такая самоделка была бы затратной, да и тяжело, что не очень хорошо для каркаса, к тому же было бы проблемно собирать такую конструкцию.
Материалы и инструменты для сборки:
- две фанеры размерами 1,52х1,52 м и толщиной 10 мм;
- деревянный брус 50х50 мм и длиной 6 метров (10 штук);
- пластиковые клипсы для труб 1/2 дюйма (160 штук);
- стальной оцинкованный уголок для изготовления каркаса 50х50 мм (60 шт.);
- сантехнические уголки мама-мама и папа-мама (120 шт.);
- штуцер (папа) для металлопластиковой трубы (120 шт.);
- металлопластиковая труба диаметром 1/2 дюйма и длиной 110 м;
- два баллончика с краской для покраски труб;
- черный антисептик - 5 л;
- уголок алюминиевый размером 10х10 мм и длиной 225 см (4 шт.);
- обычное стекло размером 113х93 см и толщиной 4 мм (4 шт.);
- 2.5 м вагонки (4 шт.).
Процесс изготовления коллектора:
Шаг первый. Сборка уголков и штуцеров
Нужно взять уголки и штуцера и соединить их. Для этих целей используется фум лента.
Шаг второй. Организация площадки для установки коллектора
Чтобы установить коллектор, была сделана специальная площадка. Для ее изготовления понадобился щебень, песок и тротуарная плитка. Площадка расположена на юг.
Шаг третий. Сборка и установка корпуса коллектора
Для изготовления корпуса коллектора понадобится фанера и брусья. Брусья соединяются с помощью стальных оцинкованных уголков. В связи с тем, что коллектор предназначен для использования только летом, автор не утеплял заднюю стенку, хотя для повышения КПД будет не лишним это сделать. Утеплитель при желании можно установить с тыльной стороны, а затем сверху зашить все фанерой.
Чтобы защитить корпус и не красить лишний раз, он был покрыт черным антисептиком.
Общий вес корпуса составил порядка 30-35 кг, в связи с этим конструкция должна иметь мощную опору, поскольку при порыве ветра конструкция может упасть и весь труб пойдет насмарку. Для изготовления опоры используются брусья размером 50х50 мм, а соединяются они с помощью металлических уголков.
К опоре коллектор крепится с помощью стальных уголков длиной 100 мм и шириной 50 мм.
Шаг четвертый. Установка труб
На корпус коллектора нужно установить клипсы, с помощью них будут крепиться трубы. В связи с тем, что при нагревании трубы станут эластичными и будут провисать, расстояние между клипсами должно быть порядка 50-70 см. После монтажа клипсы будут выкрашены в черный цвет.
Теперь нужно взять трубы и нарезать их по размеру. После этого трубы можно устанавливать. После установки трубы красятся в черный цвет, чтобы они могли максимально нагреваться при воздействии солнечного света.
Шаг пятый. Как застеклить коллектор
Чтобы коллектор работал эффективно, его нужно застеклить. Для установки стекла по периметру коллектора нужно прибить вагонку, она имеет бортик, в него и будет устанавливаться стекло.
В связи с тем, что коллектор получился довольно большой, найти стекло таких размеров будет проблематично. Но это не проблема, его можно собрать из нескольких фрагментов. Помимо этого такое большое и тонкое стекло будет провисать и долго не выдержит. Целесообразно разделить его на 4 части. Чтобы стыковать стекла используется алюминиевый уголок. В центре уголок крепится к брусу, а стекло фиксируется при помощи шайб.
Теперь солнечный коллектор для обогрева бассейна готов к эксплуатации. Сейчас его нужно подключить к насосу. За 3-4 часа работы устройства вода в бассейне (а это 10 кубов) нагрелась до температуры 27 градусов, что вполне неплохо. Когда коллектор работал 7 часов, температура поднялась до 32 градусов. Во время работы вода на выходе очень горячая, в связи с этим при купании насос лучше отключать, чтобы не получить ожог.
Для обслуживания бассейна на 20 м²: нагрев воды для купания и приема душа, требуется около 19000 кВт/час тепловой энергии. Сокращение затрат даже на 30% увеличит рентабельность использования искусственного водоема.
Солнечные коллекторы для бассейнов, при грамотных расчетах и комплектации могут компенсировать до 13 000 кВт/час. Гелиосистема, несмотря на необходимость первоначальных затрат, экономически выгодна. Полная окупаемость вложений наступает спустя 3-5 лет активного использования.
Типы коллекторов для подогрева бассейнов
Гелиосистемы для домашних и коммерческих искусственных водоемов делятся на несколько классов по типу конструкции и внутреннего устройства. На выбор гелиоколлектора влияет его производительность, способность аккумулировать и отдавать тепло, а также окупаемость оборудования.Для нагрева воды используют несколько видов солнечных водонагревателей:
- По особенностям аккумулирующего элемента
- гелиосистемы делят на:
- трубчатые (вакуумные);
- панельные;
- пирамидальные;
- и гибкие коллекторы.
- По различиям конструкции
- существуют открытые и закрытые гелиосистемы. У каждого типа есть свои преимущества. В открытых коллекторах абсорбер, изготовленный из пластика и резины, не помещается под стекло. Как правило, гелиосистемы открытого типа предназначены для бытового подогрева воды в бассейне в летнее время года.
Закрытые коллекторы, трубчатые и панельные работают вне зависимости от сезона (времени года). Абсорбер закрыт стеклом, что существенно снижает теплопотери и увеличивает эффективность нагрева воды.
Трубчатые гелиоколлекторы
Главное различие гелиосистем в том, какой аккумулирующий элемент используется во внутреннем устройстве. Трубчатые солнечные коллекторы для бассейнов в качестве абсорбера используют вакуумные стеклянные колбы, состоящие из нескольких элементов:- Полая стеклянная трубка - колбы в зависимости от конструкции выпускают одно и двух стенными. Во время производства из полости выкачивается кислород. Вакуум служит естественным и эффективным теплоизолятором.
- Медный стержень - играет роль теплообменника. Внутри циркулирует жидкий или газообразный теплоноситель.
- Сборный распределитель - к узлу подключается ряд трубок. Модуль перераспределяет нагретый теплоноситель, направляя его в накопительную емкость (чашу бассейна).
Читайте также: Вакуумные солнечные коллекторы для отопления дома и ГВС
Вакуумные коллекторы остаются эффективными даже зимой и пасмурную погоду, что дает возможность продлить купальный сезон для открытых водоемов на несколько месяцев (с апреля по октябрь). После наступления глубокой осени трубчатый водонагреватель будет компенсировать около 20% тепловой энергии.
Панельные гелиоколлекторы
Еще один тип гелиосистем, используемых для коммерческого и бытового применения. Панельные коллекторы, хотя и имеют схожий принцип работы с другими солнечными водонагревателями, отличаются от них внутренним устройством, состоящим из:- короб из алюминия;
- верхняя прозрачная панель из толстостенного стекла;
- абсорбер - металлическая пластина, с нанесенным селективным слоем;
- теплообменник, изготовленный из медных или алюминиевых трубок.
Читайте также: Плоский солнечный коллектор - устройство и принцип работы панельной гелиосистемы
Абсорбер тесно контактирует с трубками, по которым циркулирует теплоноситель. После нагрева вода она подается в искусственный водоем. Плоские солнечные коллекторы для бассейнов особенно эффективны в ясную солнечную погоду. После наступления осени и в зимнее время года, теплоотдача панельной гелиоустановки снижается. Плоские водонагреватели рекомендуется использовать в регионах с умеренным и жарким климатом.
Пирамидальные коллекторы
Используются для бытовых целей. В летнее время года пирамидальная гелиоустановка даст достаточно тепловой энергии, чтобы прогреть воду для комфортных 23-25°C. Отопление бассейна с помощью пирамидальных гелиоводонагревателей используется редко, по причине низкой теплоэффективности.Принцип работы гелиопирамиды следующий:
- установка подключается к насосной станции;
- роль абсорбера играют шланги с диаметром от 25-40 мм;
- вся конструкция ставится на отражатель;
- вода нагревается и принудительно закачивается в бассейн;
- гелионагреватель работает в постоянном режиме.
Гибкие коллекторы
Визуально напоминают резиновый коврик. Относятся к типу открытых коллекторов. В резиновом солнечном водонагревателе предусмотрены каналы для циркуляции теплоносителя.Гелиоколлекторы эффективно работают при солнечной погоде, быстро нагревая и поддерживая необходимую температуру воды в бассейне. Циркуляцию теплоносителя обеспечивает насосная станция, работающая в постоянном режиме.
Гибкие солнечные коллекторы для бассейнов легко транспортировать. При необходимости их просто сворачивают как коврик. Размеры резинового коллектора подбираются индивидуально по площади бассейна.
Как происходит нагрев бассейна солнечным коллектором
Несмотря на существующие различия во внутреннем устройстве, принцип работы всех гелиосистем идентичен. Солнечный коллектор для нагрева воды в бассейне работает следующим образом:- абсорбируется тепло;
- при помощи аккумулируемой тепловой энергии подогревается вода, играющая роль теплоносителя;
- горячая жидкость сбрасывается не в накопительную емкость, а поступает в чашу искусственного водоема (бассейна);
- циркуляция теплоносителя для большей эффективности осуществляется принудительным способом (насосом).
Установка панельных водонагревателей оправдана если планируется подогревать воду только во время купального сезона. Обогреть бассейн гелиопанелями не получится, так как при наступлении зимнего времени года резко снижается теплоэффективность системы.
Для небольшого бассейна открытого типа лучше использовать пирамидальные и гибкие коллекторы.
Отзывы показывают, что теплопотери при нагреве воды искусственного водоема снижаются приблизительно в 2 раза, если использовать специальное покрытие в ночное время суток или в период, когда бассейн не используется.
Коллекторы для бассейнов заводского производства
В ассортименте представлены гелиосистемы, предназначенные для бытового и промышленного применения. Наибольшей популярностью пользуются следующие производители:- Intex - компания, выпускающая аксессуары для купания в бассейне и открытых водоемах, и подогрева воды. В частности, налажено производство солнечных гибких коллекторов.
- Azuro
- чешская компания, изготавливающая бассейны и все необходимое для их работы. В ассортименте продукции, присутствуют две линейки водонагревателей:
- Azuro Spiral - пирамидальные коллекторы, с общей абсорбирующей площадью 0,96 м²;
- Azuro Shelter - гибкие гелиоколлекторы, с возможностью установки как прямого развернутого полотна, так и арки. Абсорбируемая площадь 1,84 м².
- Kokido Keops - купольный коллектор, предназначенный для нагрева воды в каркасных и сборных бассейнах. Допускается подключение в единую систему 4 отдельных модулей. Гелиосистема справляется с подогревом 40 м³ воды.
- Sunheater - бренд американской компании SmartPool Inc. Гибкий гелионагреватель может устанавливаться на крышу или монтироваться на раму вблизи бассейна. Длина абсорбирующего полотна 6 м, ширина 0,6 м.
- Speck BADU BK - еще одна популярная модель гибкого солнечного коллектора. Гелиосистема увеличивает нагрев воды в бассейне на 10-15°C, после чего автоматически поддерживает температуру. Продукция отличается хорошим качеством сборки.
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:
Пирамидальный солнечный водонагреватель для бассейна изготавливается:
- из полиэтиленовой чёрной трубы;
- из ПНД труб.
- 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.
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%.
Солнечный коллектор для бассейна своими руками: покупной или сделать своими руками из черного шланга или труб? Выясним! Территория частного дома или приусадебный участок всё чаще становятся местом отдыха и релаксации. Место грядок заняли газоны и беседки с комплексами для приготовления барбекю. Наличие бассейна в таких местах стало обязательным атрибутом. Строятся они двух видов:
Открытые водоёмы. Емкость находится на открытом пространстве без защитного сооружения.
Закрытого типа. Находятся они внутри помещения построенного из лёгких материалов. Оно защищает ёмкость от попадания мусора, падающей листвы, холодного ветра.
Оба вида водоёмов имеют один минус, в определённое время вода имеет недостаточную температуру для купания. Для нагрева воды подойдёт система солнечного коллектора для бассейна.
Подогрев воды в бассейне
Решить данный вопрос можно банальным подогревом при помощи электрических тэнов. Но этот процесс принесёт немалые финансовые траты.
Длительное время ведётся разработка систем использующих энергию из альтернативных источников. В ряду основных таких представителей первое место занимает энергия солнца. С весны по осень солнце отдаёт достаточно бесплатной тепловой энергии для подогрева воды на хозяйственные нужды. Для использования такого тепла применяются водяные коллекторы.
Интересно! Родоначальником современных солнечных коллекторов нагрева воды для отопления и хозяйственных нужд, является металлическая бочка, выкрашенная в чёрный цвет и наполненная водой. Выполняла она функцию ёмкости для душа на приусадебных участках и частных придомовых территориях.
Типы коллекторов по температуре нагрева среды
Для нагрева воды в достаточно применить коллекторы с нагревом до 90 0 С.
Общий принцип изготовления солнечных водонагревателей
Основными представителями таких систем являются трубчатые солнечные коллекторы. Изготавливаются они заводским способом по разработанной технологии. Представляют собой комплекс медных трубок проходящих через стеклянные колбы с вакуумом. На противоположную стенку, по направлению к солнечному свету, нанесено зеркальное покрытие.
Сам коллектор располагается на металлической основе покрытой чёрной краской с отделкой утеплителем. В верхней части находится ёмкость для накопления теплоносителя. От него отходит для подачи воды к точкам потребления. Подводка холодной воды осуществляется в нижней части системы. При нагреве она поднимается в накопитель.
В случае отсутствия расхода нагретой жидкости предусмотрен трубопровод возврата остывшей воды в начало цикла. При этом уровень в накопителе не меняется и подача холодной воды из трассы будет перекрыта при помощи шарового механизма с поплавковой запорной системой.
Трубки из меди изготавливаются по условию отсутствия сопротивления теплообменным процессам. Для стеклянных колб используется материал без присутствия металлов. Это необходимо для снижения отражения солнечных лучей. Вакуум в колбах играет роль термозащиты, он не проводит тепло и вся энергия остаётся в теплоносителе.
Для помощи движения теплоносителя в системе, при наличии большого объёма, применяется циркуляционный насос.
Система устанавливается в местах расположенных выше точки разбора. Каркас с закреплённым коллектором фиксируется максимально жёстко. Направление рабочей поверхности располагается в сторону южного сектора горизонта. Наклон панели равен числу широты местности, в которой находится объект.
Данная система представлена в полном рабочем цикле. Применить её для нагрева воды в крытом бассейне можно и в зимний период на территориях с тёплым климатом.
Инструкция изготовления солнечной батареи своими руками
Вариантов исполнения солнечных коллекторов много. Для подогрева воды в открытых бассейнах на даче без больших финансовых затрат, можно изготовить солнечный коллектор самостоятельно 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 50 0 С.
- В течение нескольких часов вода в небольшом бассейне приобретёт комфортную температуру.
Более сложный вариант сборки коллектора из пластиковой трубы
- На лист 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 от разрушительного воздействия ультрафиолета.
- Готовый блок обрамляется рамой из рейки 20х20 мм.
Сверху на раму закрепляются полосы стекла. Они обеспечат лучший прогрев трубы за счет создания барьера для защиты от ветра и аккумуляции дополнительного объёма солнечных лучей.
- 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 65 0 с.
- Горячая вода по шлангу поступает в бассейн.
Заключение
При понимании принципа работы солнечного коллектора для нагревания воды, можно без наличия специальных навыков создавать системы, обеспечивающие горячей водой хозяйственные нужды без финансовых затрат. Природа нам даёт много полезных бесплатных ресурсов.