Качаем воду от солнца

Как сделать солнечный водонагреватель

Солнце является мощным и бесконечным источником тепловой энергии для нашей планеты. Она достается нам абсолютно бесплатно, отсюда и возникла идея использовать ее для потребностей человека. Другое дело, что устройства – преобразователи солнечного излучения в тепло нынче достаточно дороги. Даже небольшой солнечный коллектор заводского изготовления стоит приличных денег. Зато собственноручно смастерить самодельный солнечный водонагреватель может любой желающий, а как это сделать, будет рассказано в этой статье.

Принципе действия водонагревателя

Чтобы взяться за дело с пониманием вопроса, следует вначале разобраться, в чем заключается принцип работы солнечного водонагревателя. В качестве примера лучше всего взять заводской аппарат, который в состоянии подогревать воду даже в зимнее время, хотя в гораздо меньших объемах, нежели летом.

Устройство представляет собой батарею, собранную из множества отдельных элементов в виде стеклянных трубок.Внутри каждой трубки, изготавливаемой из кварцевого стекла, располагается еще одна, окрашенная в черный цвет и наполненная веществом, что испаряется при низких температурах.

С целью не допустить потерь тепла изнутри, а также избежать воздействия окружающей среды снаружи, из пространства между трубками удален воздух. Концы всех элементов входят в горизонтальный коллектор, где протекает нагреваемая вода. Подобные вакуумные трубки для водонагревателя весьма эффективно поглощают солнечное тепло и передают его воде за счет испарения / конденсации вещества (рабочего тела).

Система функционирует следующим образом:

• под воздействием солнечных лучей рабочее тело превращается в пар и поднимается в верхнюю часть стеклянной колбы;
• контактируя сквозь стенки с потоком воды, вещество отдает ему тепловую энергию и возвращается в жидкое агрегатное состояние;
• подчиняясь силе тяжести, рабочее тело стекает в нижнюю часть, где цикл начинается заново;
• обычно солнечные водонагреватели, находящиеся на крыше, присоединяются к дополнительному змеевику бойлера косвенного нагрева. Таким способом осуществляется передача теплоты домашней отопительной сети.

Примечание. Вакуумные трубки изготавливаются из кварцевого стекла, которое, в отличие от обычного, пропускает волны ультрафиолетового диапазона. Это позволяет поглощать энергию солнца во время облачности и в холодный период года.

Как нетрудно догадаться, соорудить подобную конструкцию в домашних условиях невозможно. Приведем более удачный пример: безнапорный водонагреватель, где происходит передача тепла напрямую, без посредника. В прямоугольный корпус с хорошо утепленной задней стенкой помещен змеевик из меди, подключенный к накопительному баку. В контуре естественным образом циркулирует вода, нагреваясь от солнца напрямую, вследствие чего температура в накопительной емкости постепенно возрастает.

Трубка змеевика запрессована в металлическую пластину – теплоприемник темного цвета, от воздействия осадков она защищена прочным стеклом. Данный солнечный накопительный водонагреватель не так дорог, как вакуумный, но и менее эффективен. Он хорошо действует только в солнечную безоблачную погоду. Зато его конструкция проще и может быть реализована в домашних условиях.

Для справки. Существует еще один способ воспользоваться энергией солнца – установить обычный водонагреватель на солнечных батареях, вырабатывающих электричество. Но такая система очень дорога, хотя может функционировать круглогодично.

Выбор материалов

Итак, определившись с концепцией будущего солнечного нагревателя для воды, перейдем к подбору материалов для теплообменника. Тут есть из чего выбирать, нагревательный контур можно сделать из:

• медной трубки – идеальный вариант;
• черных полимерных труб;
• секций плоских стальных радиаторов;
• алюминиевых трубок.

Примечание. Мастера – умельцы, давно воплотившие идею в жизнь у себя дома, применяли в качестве нагреваемого контура резиновый садовый шланг черного цвета или теплообменник от старого холодильника.

Сложнее всего определить теплообменную поверхность змеевика. Если вместо него взять стальные радиаторы, то долго думать не придется. Все равно больше 2 панелей в одном корпусе установить не получится, иначе конструкция будет слишком тяжелой. В остальных случаях солнечный водонагреватель, сделанный своими руками, надо рассчитывать экспериментальным путем. Солнечная активность в каждом регионе разная, также играет роль расположение дома и его ориентация в пространстве. Поэтому дать однозначные рекомендации о длине змеевика из такого-то материала затруднительно, ее надо определить индивидуально.

Для изготовления корпуса теплоприемника можно взять деревянные доски и лист фанеры, а вместо лицевой панели из стекла применить такой простой материал, как поликарбонат. Он прозрачен и достаточно прочен, разбить его не сможет даже сильный град.

Так что водонагреватель из поликарбоната выйдет ничем не хуже стеклянного. Что касается накопительного бака, то его можно смастерить из листового металла либо приобрести готовую пластмассовую или стальную емкость. Соединительные трубы проще всего поставить полимерные, например, из металлопластика.

Рекомендации по изготовлению

Для тех, кто предпочитает простые решения, есть вариант, давно придуманный нашими дедами. На крышу дома или отдельной душевой устанавливается один либо несколько баков, выкрашенных в черный цвет. Такой водонагреватель работает просто: теплая вода по вертикальной трубе из бочки течет прямо в душевую, стоит только открыть кран. Для заполнения емкости к ней прокладывается водопроводная магистраль. При хорошей солнечной активности в летнее время вода в бочке нагревается буквально за несколько часов.

Простой бак на крыше не сравнится с солнечным коллектором по эффективности, пусть даже и самодельным. Поэтому, определившись с размерами теплоприемника, надо изготовить корпус, куда потом следует поместить змеевик. Предпочтительнее его собрать из дерева, оно не так сильно пропускает тепло, как металл. Перед укладкой теплообменника заднюю стенку необходимо утеплить слоем пенопласта. Общая схема солнечного водонагревателя с накопительным и подпиточным резервуаром представлена на рисунке:

Просто собрать тепловой приемник своими руками – это еще не вся работа, нужно его правильно задействовать в системе водоснабжения. Показанная на схеме солнечная водонагревательная установка состоит из бака – аккумулятора, емкости подпитки и самого коллектора. Не стоит ставить лишнее насосное оборудование, надо позволить воде циркулировать естественным образом. Необходимо проследить, чтобы аккумулятор стоял немного выше теплоприемника, а подпиточная емкость – выше аккумулирующей.

Резервуар для горячей воды следует обязательно утеплить, для этого подойдет любой рулонный материал. Чтобы накопительный водонагреватель функционировал в автоматическом режиме, во втором бачке нужно поставить поплавковый клапан, реагирующий на снижение уровня жидкости. К патрубку клапана подводится труба от водопровода. Теперь во время расхода в основном резервуаре при помывке в его нижнюю зону будет подаваться холодная вода. Не забудьте предусмотреть вертикальный патрубок для выпуска воздуха, поднятый на необходимую высоту.

Заключение

Благодаря солнечной энергии в теплое время года ваш частный дом или дача может быть обеспечена горячей водой, за которую не придется платить. Затраты, что придется понести при изготовлении водонагревательной установки, минимальны: надо купить трубы, краны и прочие недостающие материалы. Вложения средств в самодельную систему несравнимы с ценой заводских солнечных коллекторов.

Источник

Качаем воду из скважины при помощи солнечной энергии

Привет всем любителям помастерить, а также тем, кто может находить выходы из сложных жизненных ситуаций. Сегодня мы рассмотрим проект, как автор организовал бесплатный полив огорода, используя солнечную энергию . В качестве основы был использован небольшой центробежный двигатель на 220В, который автор переделал на 24В. А питается все это дело от солнечной панели. Если вас заинтересовал проект, предлагаю изучить его более детально!

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— центробежный насос на 220В/380 Ватт;
— электродвигатель на 24В/350 Ватт;
— солнечная панель подходящей мощности (у автора 400 Ватт);
— карданная передача от рулевого управления авто.

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Подключение двигателя
Для начала снимаем заднюю крышку нашего наружного насоса, там находится крыльчатка, снять нужно и ее. Устанавливаем насос на деревянную доску, а также устанавливаем рядом электродвигатель на 24В. Теперь нам нужно соединить валы, для этих целей автор использовал карданную передачу от рулевого управления автомобиля. Обычно такие передачи есть на УАЗ-иках.

Одну сторону кардана крепим к валу насоса, а другую к валу двигателя. Конечно же, диаметру валов будут отличаться, вам понадобится изготовить из труб или подобного материала втулки.

Если карданной передачи нет, можно просто подыскать кусок крепкого резинового шланга, он будет также отлично передавать крутящий момент.

Шаг третий. Запуск
Для запуска насоса нужно заполнить водоносную магистраль водой, подключаем трубу и включаем насос. Конечно же, он не будет работать на всю мощность, так как может быть слабовато питание, но в целом, если скважина не сильно глубокая, схема должна работать. У автора все получилось, огород теперь поливает солнце. Это отличный вариант, если нет возможности подключиться к сети 220В.

На этом проект окончен, надеюсь, вам самоделка понравилась, и вы нашли для себя полезные мысли. Удачи и творческих вдохновений, если решите повторить подобное. Не забывайте делиться с нами своими идеями и самоделками!

Источник

Простая солнечная водокачка. Как сделать солнечный водяной насос. Воду поднимает солнце. Проект.

В свое время на сайте был опубликован проект солнечной водокачки. Проект достаточно сложный и плохореализуемый из-за трудности выбора рабочего тела. Так же была опубликована статья о системе автоматического проветривания теплиц . Система весьма остроумная и чрезвычайно простая и дешевая, проверенная и легко воспроизводимая.

Естественно, возникла идея создать солнечную «качалку» с помощью которой можно было бы не только форточку в теплице открывать, но и выполнять какую то другую работу. Например — качать воду из скважины или колодца. Или крутить небольшой электрогенератор малой мощности…

Кинематическая схема такой солнечной водокачки чрезвычайно проста. Это коромысло на опоре, на разных концах которого расположены резервуары. Резервуары частично заполнены водой (или другой жидкостью, например, легкокипящей) и соединены между собой трубкой.

Как известно, при нагревании газ увеличивает свой объем на 1/273 своего объема на каждый градус нагрева. И если один резервуар начать нагревать, то газ (воздух или пар) начнет расширяться и выдавливать жидкость в другой резервуар, который не нагревается, а охлаждается. Если разница температур будет составлять градусов 20-30 (что совершенно реально даже при солнечном нагреве), то объем газа будет увеличиваться на 20-30/273, т.е. на 10% . Этого вполне достаточно, что бы заставить коромысло «опрокинуться»м в противоположное положение. После чего начинает нагреваться уже другой резервуар, а первый — охлаждается.

Для того, что бы система не остановилась в некоем равновесном положении, надо придать ей триггерный эффект. Т.е. коромысло должно иметь только два устойчивых положения. Поэтому применим простейший способ достижения этого эффекта — установим небольшие магнитные защелки на каждом плече коромысла. Тогда коромысло не опрокинется до тех пор, пока сила тяжести не станет сильнее силы магнитного притяжения. После этого плечо отрывается от магнита и резко устремится вниз.

Если к такому коромыслу прикрепить рычаг простого поршневого водяного насоса, то он запросто будет качать (поднимать) воду. Производительность такой водокачки может достигать несколько десятков литров воды в сутки. А при соответствующих размерах резервуаров — и нескольких сотен…

Как может быть устроена такая солнечная водокачка. Ведь сложность тут в том, что зона нагрева резервуаров расположена внизу, а зона охлаждения — вверху. Для этого достаточно установить защитные экраны на стойках, затеняющие поднятые резервуары. В тоже время резервуары находящиеся внизу освещены солнцем.

Для ускорения нагрева воздуха в резервуаре можно устроить за ним простейший концентрирующий отражатель в виде параболического зеркала. Его можно сделать из фанеры и оклеить бытовой фольгой. Температура в фокусе такого зеркала может достигать 200-300 градусов, и воздух в резервуаре (его следует покрасить черной матовой краской) будет нагреваться весьма быстро. Следовательно, можно будет увеличить и частоту колебаний коромысла и усилить «магнитный» порог опрокидывания, и усилие самого коромысла. Поскольку тут работает не сила пара, а сила тяжести, то чем больше жидкости перетечет из одного резервуара в другой, тем тяжелее будет рычаг и тем больше воды за один «качок» можно будет поднять.

Поскольку рабочим телом у нас является все же воздух, а не жидкость (жидкость – всего лишь поршень), то возможно имеет смысл теплоизолировать воздух от жидкости внутри резервуара. Тогда воздух при нагреве не будет охлаждаться при контакте с жидкостью. Сделать это несложно. Надо взять пенополистирол и раскрошить его на возможно мелкие крошки и шарики. Шарики эти ввести в резервуары. Эти шарики создадут весьма эффективный термобарьер между воздухом и жидкостью в резервуаре.

Разумеется, это пока только идея, проект. Но проект легкореализуемый. Потребуется всего то пара ПЭТ-бутылок да метр трубки – кембрика. И все уже должно заработать.

Если сделать резервуары металлическими и соединить их металлической же трубкой, то можно будет использовать не только солнечную, но и любую другую тепловую энергию. Например, развести под резервуарами пару небольших костров (или поставить мангалы). Тогда даже сжигание мусора можно будет обратить на пользу.

Источник