Что собой представляет змеевик для нагрева воды в бассейне, как его изготовить и использовать?

Виды солнечных коллекторов для нагрева воды в бассейне

Условно все аккумулирующие устройства делят на два типа:

1. Открытые коллекторы отличаются расположением абсорбера. Резиновые или пластиковые шланги закреплены на основе, незакрытой стеклом. Солнечные системы эффективны только в жаркую солнечную погоду, используются чаще для обогрева частного бассейна.
2. У закрытых коллекторов абсорбер спрятан под стеклом. Конструкция позволяет снизить теплопотери. Приборы солнечного подогрева воды закрытого типа способны работать в холодную погоду, главное, чтобы на них попадал солнечный свет.

Открытые и закрытые солнечные коллекторы отличаются устройством аккумулирующего элемента. От его конструкции аналогично зависит производительность оборудования.

Вакуумные гелиосистемы трубчатого типа в качестве аккумулирующего элемента имеют специальные колбы из стекла. В зависимости от конструкции, они бывают с одной или двумя стенками. Из колбы полностью выкачан воздух. Созданный искусственным путем вакуум является отличным теплоизолятором. Внутри стеклянной колбы с вакуумом расположена медная трубка теплообменника, по которой циркулирует вода из бассейна.

В одном гелиоколлекторе набор стеклянных колб с медными трубками подключен к основному узлу – распределителю. Модуль помогает смешивать потоки, направляет подогретую воду в бассейн, а из чаши забирает холодную жидкость.

Солнечные вакуумные гелиоколлекторы способны подогревать воду в бассейне даже с наступлением холодов. Однако их эффективность вдвое снижается. При ясной солнечной погоде поздней осенью коллектор компенсирует максимум 20% расхода энергоносителей, используемых для получения тепла.

Совет! Установленный солнечный вакуумный коллектор для бассейна закрытого типа способен обеспечить купальный сезон с середины весны до конца октября.

Панельные коллекторы внешне напоминают окно, только с темным стеклом. Прибор для обогрева воды в бассейне состоит из алюминиевого корпуса. Внутри установлен теплообменник из набора трубок. Они бывают медные или алюминиевые. Теплообменник соприкасается с металлической панелью с селективным напылением. Сверху аккумулирующий элемент закрыт темным стеклом.

Вода в теплообменнике быстрее нагревается за счет отраженного металлической пластиной солнечного тепла. Из медных или алюминиевых трубок она за счет принудительной циркуляции поступает в бассейн. Коллекторы панельного типа эффективны при солнечной жаркой погоде. Для подогрева бассейна их чаще используют на юге или в районах с умеренным климатом. После наступления холодов КПД гелиоколлектора сильно снижается.

Коллекторы пирамидального типа созданы для бытового применения. Оборудование эффективно с небольшими надувными и каркасными бассейнами. В жаркую солнечную погоду пирамидальные гелиоколлекторы способны поддерживать температуру воды в диапазоне от + 23 до + 25 оС.

В системе бассейна коллектор подключают к насосной станции. Нагрев воды происходит внутри абсорбера, роль которого исполняет намотанный на основание шланг сечением 25-40 мм. Под аккумулирующим устройством установлен зеркальный отражатель солнечного света. Сверху шланги обычно закрыты прозрачным колпаком.

Из всех существующих типов, пирамидального вида коллектор для бассейна своими руками собирают чаще всего. Это связано с простотой устройства и компактностью. Вдобавок за счет намотки шланга пирамидой увеличивается производительность оборудования.

Гибкий солнечный коллектор сделан из эластичных материалов, чаще всего используется резина. Внешне он напоминает коврик. Гелиоколлектор бывает только открытого типа. Используется он чаще всего с мобильными надувными бассейнами. Коврик легко сворачивается рулоном. Вместе со спущенной чашей бассейна коллектор легко перевозить в багажнике машины на дачу.

Скорость нагрева воды зависит от площади солнечного гелиоколлектора. Для каждого бассейна индивидуально подбирают коврик по размеру. Изделие укладывают на солнечном месте, подключают шлангами к насосной системе купели.

Обустройство системы отопления

Чтобы отапливать здание применяют бойлер на основе косвенного нагрева, подключаемый к коллектору. Кроме того, в качестве дополнительного источника тепла необходимо использовать котел. Он может быть как газовым, так и твердотопливным. Осенью и весной, когда добиться нужной температуры в контуре можно исключительно за счет солнечной энергии, котел можно будет не использовать.

Размер коллектора должен быть максимально большим. Это позволит применять его наиболее оптимальным образом. Размер коллектора должен равняться 0.4-0,45 от показателя площади отапливаемого здания.

Организация водонагревателя для бассейна своими руками

Плоский солнечный коллектор для подогрева для бассейна можно изготовить своими руками из доступных, порой без дела лежащих материалов в сарае на даче. Кроме экономии электрической энергии, получается прямая выгода от отказа в трате финансов на промышленный образец.

Простейшая схема, где отсутствует даже намек на автоматику (регулируется вручную) выглядит следующим образом:

Конструкция состоит из следующих элементов:

• самодельный плоский коллектор;
• тройник на входе в коллектор;
• тройник на выходе из коллектора;
• выпускной клапан, смонтированный с выпускным тройником для освобождения системы от воздушных пробок;
• сливной кран;
• кран на подводящем шланге;
• обратный клапан, обеспечивающий запуск насоса;
• циркуляционный насос;
• бассейн.

Вариантов изготовления солнечного коллектора своими руками домашние мастера придумали много — в зависимости от имеющихся в наличии подручных материалов. Для примера приведем вариант коллектора, который устанавливается на поверхности земли с минимально возможным расстоянием от бассейна с целью снижения тепловых потерь.

Площадка выбирается с учетом максимального попадания светового потока в самодельный адсорбер. Готовится устойчивое основание с гидроизоляцией. Все это должно выглядеть примерно, как показано на изображении:

Каркас, на который будет крепиться коллектор, изготавливается из деревянного бруса, как и сама рама. Основание рамы обшивается фанерой.

1. На дно фанеры укладываются металлические листы. Подготавливается основание для укладки стекла.
2. Получившаяся конструкция в виде щита окрашивается в черный цвет.
3. Плоскость щита размечается под укладку металлопластиковых труб, устанавливаются крепления под них, после чего монтируются нарезанные в размер металлопластиковые трубы.
4. Между собой трубы соединяются в змеевик уголками и штуцерами — фурнитурой из металлопластика. В бортах оборудуется вход/выход труб змеевика.
5. Следует обязательно провести пробное гидравлическое испытание. После подтверждения герметичности конструкции, змеевик также необходимо окрасить в черный цвет.

Для улучшения теплопроводности, на трубах собирается каркас из алюминиевого профиля. В пазы профиля и подготовленное основание в деревянной раме укладывается порезанное определенного размера стекло. Стеклянная накладка изготавливается из нескольких частей, каждая из которых садится на герметик и скрепляется друг с другом специальной фиксирующей накладкой.

Для чего нужны водонагреватели?

Нагреватели для бассейна используют для подогрева воды в диапазоне от 16°C до 40°C.

После достижения желаемой температуры, некоторые устройства могут поддерживать заданный режим. Особенно водонагреватели нужны в резервуарах, работающих круглый год на открытом воздухе.

С их помощью можно устанавливать температуру в зависимости от назначения бассейна.

Так, для спортсменов, занимающихся плаванием, воду нужно нагреть до 24-26°C, для детей — до 30°C. В частных домах с помощью нагревателей можно быстро подогреть бассейн за 3-5 часов, и не ждать пока солнце согреет воду. Особенно это актуально в прохладную погоду.

делятся на проточные или теплообменные

Теплообменники согревают воду, забирая тепло из внешнего контура. По этому принципу работают тепловые, солнечные устройства.

Существуют несколько надежных компаний, выпускающих все виды нагревателей, например,Intex, Bestway, PAHLEN.

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.

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.

Виды солнечных коллекторов

Стандартное устройство имеет вид металлической пластины, которая помещена в пластмассовый или стеклянный корпус. Поверхность этой пластины аккумулирует солнечную энергию, задерживает тепло и передаёт его для различных бытовых нужд: отопление, подогрев воды и т.д. Интегрированные коллекторы бывают нескольких видов.

Накопительные

Накопительные коллекторы ещё называют термосифонными. Такой солнечный коллектор своими руками без насоса получается наиболее выгодным. Его возможности позволяют не только подогревать воду, но и поддерживать температуру на необходимом уровне некоторое время.

Такой солнечный коллектор для отопления состоит из нескольких баков, наполненных водой, которые находятся в теплоизоляционном ящике. Баки накрыты стеклянной крышкой, через которую пробиваются солнечные лучи и подогревают воду. Этот вариант наиболее экономичен, прост в эксплуатации и в обслуживании, но его эффективность в зимнее время практически равна нулю.

Плоские

Ппредставляет собой большую металлическую пластину – абсорбер, который находится внутри алюминиевого корпуса со стеклянной крышкой. Плоский солнечный коллектор своими руками будет более эффективен при использовании именно крышки из стекла. Поглощает солнечную энергию через градостойкое стекло, которое хорошо пропускает свет и практически его не отражает.

Внутри ящика присутствует термоизоляция, что позволяет значительно снизить теплопотери. Сама пластина имеет низкий КПД, поэтому она покрыта аморфным полупроводником, который значительно увеличивает показатель аккумуляции тепловой энергии.

При изготовлении солнечного коллектора для бассейна своими руками, часто отдают предпочтение именно плоскому интегрированному устройству. Впрочем, он не хуже справляется и с другими задачами, такими как: подогрев воды для домашних нужд и отопление помещения. Плоский – самый широко используемый вариант. Абсорбер для солнечного коллектора своими руками предпочтительно делать из меди.

Жидкостные

Из названия понятно, что главным теплоносителем в них выступает именно жидкость. Водяной солнечный коллектор своими руками делается по следующей схеме. Через поглощающую солнечную энергию металлическую пластину, тепло передаётся по прикрепленным к ней трубам в бак с водой или незамерзающей жидкостью или прямо к потребителю.

К пластине подходят две трубы. Через одну из них подаётся холодная вода из бака, а через вторую в бак поступает уже подогретая жидкость. У труб обязательно должны присутствовать отверстия входа и выхода. Такую схему подогрева называют замкнутой.

Когда же подогретая вода напрямую подаётся для удовлетворения нужд пользователя – такую систему называют разомкнутой.

Неостекленные чаще применяются для нагрева воды в бассейне, поэтому сборка таких тепловых солнечных коллекторов своими руками не требует закупки дорогих материалов – сгодится резина и пластмасса. У остекленных КПД выше, поэтому они способны отапливать дом и обеспечивать потребителя горячей водой.

Воздушные

Воздушные устройства экономичнее вышеперечисленных аналогов, использующих воду в качестве теплоносителя. Воздух не замерзает, не подтекает и не кипит как вода. Если в такой системе происходит утечка, она не приносит столько проблем, однако определить где она произошла довольно сложно.

Самостоятельное изготовление не обходится потребителю дорого. Солнцеприемная панель, которая накрывается стеклом, нагревает воздух, который находится между ней и теплоизоляционной пластиной. Грубо говоря, это плоский коллектор, имеющий внутри пространство для воздуха. Внутрь поступает холодный воздух и под действием солнечной энергии подаётся потребителю тёплый.

Такие варианты долговечны и надёжны и обслуживать их проще, чем устройства, которые используют жидкость в качестве теплоносителя. Для поддержания нужной температуры воздуха в погребе или для отопления теплицы солнечным коллектором подойдёт как раз такой вариант.

Плюсы солнечного коллектора

Использование солнечного коллектора при нагреве воды в бассейне имеет свои преимущества:

• Самый эффективный метод, который позволяет поддерживать комфортные температурные показатели воды в бассейне.
• Данный вид обогрева бассейна относится к самым экономичным в финансовом плане, поскольку затраты потраченные на приобретение всех необходимых материалов и монтирования конструкции в целом окупаются в короткий срок.
• При возможных перебоях электричества, солнечная энергия остается единственным, доступным, бесперебойным источником электроэнергии.
• Солнечные коллекторы просты в эксплуатации, за ними легко ухаживать (в целях поддержания отличной производительности систематически чистить фильтры от образовавшихся загрязнений).

Как работает солнечный коллектор?

Принцип действия коллектора основан на поглощении (абсорбции) тепловой энергии солнца специальным приемным устройством и передачей его с минимальными потерями теплоносителю. В качестве приемника используются медные или стеклянные трубки, окрашенные в черный цвет.

Ведь известно, что лучше всего абсорбируют тепло предметы, имеющие темную или черную окраску. Теплоносителем чаще всего выступает вода, иногда – воздух. По конструкции солнечные коллекторы для отопления дома и горячего водоснабжения бывают таких видов:

• воздушные;
• водяные плоские;
• водяные вакуумные.

Среди прочих воздушный солнечный коллектор отличается простотой конструкции и, соответственно, самой низкой ценой. Он представляет собой панель – приемник солнечной радиации из металла, заключенный в герметичный корпус. Стальной лист для лучшей теплоотдачи снабжен с задней стороны ребрами и уложен на дно с тепловой изоляцией. Спереди установлено прозрачное стекло, а по бокам корпуса имеются проемы с фланцами для подключения воздуховодов или других панелей, как показано на схеме:

Надо сказать, что установка солнечных коллекторов с нагревом воздуха имеет свои особенности. Из-за их невысокой эффективности для обогрева помещений нужно применять несколько подобных панелей, объединенных в батарею. Кроме того, обязательно понадобится вентилятор, поскольку нагретый воздух из коллекторов, находящихся на кровле, самостоятельно вниз не пойдет. Принципиальная схема воздушной системы показана ниже на рисунке:

Устройство и принцип работы воздушного солнечного коллектора

Солнечный воздушный коллектор состоит из нескольких основных частей:

Схема работы воздушного солнечного коллектора

• Вся конструкция коллектора помещена в прочный и герметичный корпус, который обязательно снабжен тепловым изолятором. Тепло, попавшее внутрь коллектора не должно «утекать» наружу.
• Главная деталь любого коллектора – это солнцеприемная панель, которую еще называют поглотителем или абсорбером. Задача этой панели принять солнечную энергию, а затем передать ее воздуху, поэтому она должна быть изготовлена из материала с наибольшей теплопроводностью. Такими свойствами из доступных в быту являются медь и алюминий, реже сталь. Для лучшей теплоотдачи нижнюю часть абсорбера делают как можно большей площади, поэтому могут применяться ребра, волнистая поверхность, перфорация и другие способы. Для лучшего поглощения солнечной энергии приемная часть абсорбера окрашивается в темный матовый цвет.
• Верхняя часть коллектора герметично закрывается прозрачной изоляцией в качестве которой может применяться закаленное стекло или оргстекло, или поликарбонатное стекло.

Солнечный коллектор ориентируют на юг и придают поверхности такой наклон, чтобы максимальное количество солнечной энергии попадало на поверхность. Как говорят специалисты – для максимальной инсоляции. Холодный наружный воздух естественно или принудительно попадает в приемную часть, проходит через ребра абсорбера и выходит с другой части, снабженную фланцем для стыковки с воздуховодом, ведущим внутрь отапливаемого помещения. Стоит отметить, что вариантов конструкций солнечных коллекторов существует масса и вышеописанная показана только для примера.

Воздушное отопление при помощи солнечных коллекторов не может в нашей климатической зоне полностью заменить основное отопление, но оно будет очень хорошим подспорьем даже в морозные зимние солнечные дни.

Как сделать солнечный коллектор для нагрева бассейна своими руками

Несмотря на простоту устройства, гибкий или пирамидальный бытовой коллектор стоит в районе 20 тыс. рублей. Если просчитать отдельно расходы на приобретение комплектующих элементов, то сделать солнечный коллектор для бассейна получится за 6-7 тыс. рублей.

Основные расходы пойдут на покупку шланга. Сначала нужно рассчитать его длину и толщину. Обычно вода в системе бассейна циркулирует со скоростью от 0,4 до 0,7 м/с. При таких параметрах 1 м шланга сечением 25 мм за час жарким солнечным днем способен выдать 3,5 л горячей воды. Взяв этот показатель производительности за основу, рассчитывают общую длину шланга с учетом объема воды в бассейне.

Важно! Расчеты получатся всегда примерные, так как на нагрев воды влияет температура наружного воздуха, интенсивность использования бассейна, наличие укрытия чаши и другие нюансы.

Проще всего собрать для бассейна солнечный коллектор из ПНД труб черного цвета. Оптимально отдать предпочтение пирамидальной конструкции открытого типа. Трубу покупают именно черного цвета, чтобы лучше притягивалась солнечная энергия. Светлые оттенки отражают солнечный свет. Например, в трубе голубого цвета вода медленнее будет прогреваться.

Совет! При покупке ПНД трубы нужно удостовериться в наличии на черных стенках продольной синей полосы. Маркировка обозначает, что пластик не технический, а подходит для питьевой воды.

Каркасом коллектора выступает пирамида из бруса. Для ее изготовления берут квадратный кусок фанеры площадью 1 м2. По центру фиксируют стойку. От углов фанеры к вершине опоры устанавливают наклонные элементы из бруса. Получившаяся пирамида напоминает подставку под новогоднюю елку. На готовую конструкцию спиралью наматывают ПНД трубу. Между каждым витком оставляют зазор около 1,5 см. К наклонным элементам пирамиды трубу фиксируют хомутами. Крепления предотвратят съезжание витков. Концы трубы подключают к насосной системе бассейна.

Совет! Чтобы повысить эффективность самодельного коллектора, на основании из фанеры наклеивают любой фольгированный материал. Отражатель будет направлять солнечные лучи на шланг.

На видео пример солнечного коллектора:

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

Чтобы изготовить закрытого типа солнечный коллектор для уличного бассейна, нужно выполнить следующие действия:

1. Максимально ближе к бассейну на солнечном участке выбирают место под панельный гелиоколлектор. Лицевая часть аккумулирующего устройства должна смотреть на юг. Выбранное место очищают от травы, снимают лопатой дерновой слой. Дно ямы застилают геотекстилем, засыпают до уровня земли песком и щебнем. Сверху на подушке выкладывают площадку из тротуарной плитки, накрывают ее любым гидроизоляционным материалом.
2. Из бруса сечением 50х50 мм собирают раму, которая исполнит роль каркаса короба. Внутри здесь будет лежать труба. Нижнюю часть рамы обшивают фанерой. Этой плоскостью короб будет направлен на север.
3. Раму щита усиливают монтажными уголками. Аналогично из этих элементов устанавливают выступы, за которые будет фиксироваться шланг коллектора. Из бруса собирают каркас для вертикальной установки щита. Располагают его на подготовленной площадке. К каркасу тыльной стороной, обшитой фанерой, крепят щит.
4. По периметру рамы с лицевой стороны крепят рейки. Они должны иметь пазы под стекло. Весь щит красят краской черного цвета. Внутри щита укладывают шланг черного цвета. Расстояние между каждой линией выдерживают 4,5 см. К заранее подготовленным выступам шланг фиксируют хомутами или пластиковыми держателями. Трубу изогнуть под крутым углом для укладки в короб не получится. Ее режут кусками, а для соединения применяют фасонные элементы: уголки, муфты.
5. После монтажа шланг коллектор подключают к насосной системе бассейна, проводят гидравлическое испытание. Если все нормально, приступают к остеклению. Для этих целей оптимально использовать стекло. Если его нет, подойдет поликарбонат, но его прозрачность меньше, за счет чего снизится КПД коллектора.

После остекления можно осуществлять подогрев воды в бассейне солнечным коллектором самостоятельной сборки. Система запускается от ручного включения насоса. При желании можно поставить автоматику с термодатчиками.

Жарким солнечным днем вода внутри шланг аккумулирующего устройства прогреется до температуры + 70 оС. Примерно за 4-7 часов работы циркуляции вода в бассейне прогреется до + 25 оС. Однако эти показатели примерные. Температура нагрева зависит от объема бассейна и размера коллектора.

Как сделать водонагреватель своими руками?

Самостоятельное изготовление солнечного водонагревателя позволяет сэкономить некоторое количество денег и получить возможность бесплатного нагрева воды для любых нужд. Нет смысла использовать дорогостоящие материалы, поскольку результат будет зависеть не столько от их, сколько от тщательности и аккуратности сборки, а также от площади нагрева. Браться за изготовление вакуумных или конденсационных установок нецелесообразно, проще сделать самые доступные и надежные панели. Рассмотрим наиболее популярные и распространенные варианты самостоятельного изготовления солнечных водонагревателей:

Из поликарбоната

Поликарбонат — прозрачный листовой пластик. Для изготовления коллектора нужен сотовый материал, представляющий собой двойной лист, соединенный поперечными полосками. Вся плоскость представляет собой множество каналов, разделенных друг с другом, но имеющих выход наружу с торцовой части.

Для изготовления надо взять два листа одинакового размера. Один будет абсорбером, т.е. получать солнечное тепло и отдавать его воде. Второй — наружный защитный слой, обеспечивающий безопасность рабочей пластины и способствующий сохранению тепловой энергии. Для утепления используется пенопластовый лист такого же размера, который будет наклеен на заднюю сторону.

В качестве манифольда (распределителя) будет использоваться полипропиленовая труба. Для каждой панели нужно 2 таких трубы. В них надо сделать продольный пропил, длина которого точно равна ширине листов поликарбоната. В эти пропилы вставляются торцы рабочих пластин (оба), после чего тщательно герметизируются с помощью клеевого пистолета.

На диагонально противоположные торцы полипропиленовых трубок наклеиваются штуцеры, с помощью которых коллектор будет присоединяться к остальной системе. Свободные торцы плотно герметизируются заглушками. После высыхания клея коллектор наполняют водой и проверяют наличие утечек, которые сразу же устраняют. После этого панель можно присоединять к системе и вводить в эксплуатацию.

Из пластиковых бутылок

Коллектор из пластиковых бутылок — один из вариантов самодельного трубчатого водонагревателя. Собственно, бутылки служат только для теплоизоляции, основную функцию выполняют черные пластиковые трубки, торцы которых вставлены в средние патрубки ПВХ тройников. Эти тройники соединяются в одну линию, образуя коллектор, который можно впоследствии увеличивать до любого размера, просто присоединяя дополнительные трубки. У бутылок отрезают дно, одевают их на трубку одну за другой так, чтобы горлышко плотно входило в заднюю част.

Получается внешняя прозрачная труба, прикрывающая трубку и создающая эффект парника внутри. Когда по трубкам пропускается вода, она нагревается от солнечного тепла и направляется в систему для использования по назначению.

Обустройство системы отопления

Чтобы отапливать здание применяют бойлер на основе косвенного нагрева, подключаемый к коллектору. Кроме того, в качестве дополнительного источника тепла необходимо использовать котел. Он может быть как газовым, так и твердотопливным. Осенью и весной, когда добиться нужной температуры в контуре можно исключительно за счет солнечной энергии, котел можно будет не использовать.

Размер коллектора должен быть максимально большим. Это позволит применять его наиболее оптимальным образом. Размер коллектора должен равняться 0.4-0,45 от показателя площади отапливаемого здания.