Зміст:
- Колір колекторів для сонячного водонагрівача
- Конструкції сонячного водонагрівача
Сонячний водонагрівач заводського виробництва – досить дорогий прилад. Він може працювати навіть взимку. Найпростіший сонячний водонагрівач бачив кожен. Це такий бензобак від вантажівки, який стоїть прямо на будці саморобного душа. Справа в тому, що ємності для палива бувають пофарбовані дуже якісно в чорний колір, а це якраз те, що потрібно, щоб зробити сонячний водонагрівач своїми руками!
Колір колекторів для сонячного водонагрівача
Чому холодильники традиційно фарбують в білий колір? Нові моделі не беремо в розрахунок. Там теплоізоляція така, що їй не страшний сонячне світло. Білий колір з усього спектру єдиний який відсутній серед довжин хвиль, що випромінюються Сонцем, оскільки виходить складанням всіх інших. Він має одну цікаву особливість – погано поглинає енергію. Колись доводилося чути, що кожен колір має найменшим коефіцієнтом поглинання саме на ділянці спектру, де сам і знаходиться. Ось холодильник і пофарбували сумою всіх кольорів веселки, щоб поглинав менше. З цієї ж причини листя у рослин зелені.
Це вимагає пояснення, оскільки не очевидно. Справа в тому, що у кожної зірки в космосі свій хімічний склад і температура. Немає у Всесвіті двох однакових, як не буває цілком ідентичних один одному людей. А зірок на небі набагато більше, ніж населення нашої планети. Тому кожному «сонця» притаманний свій власний спектр випромінювання. Так найбільш гарячими вважаються блакитні зірки, а самими холодними – червоні. Це легко запам’ятати, якщо вивчити простеньку прислів’я: (Див. також: Водонагрівач своїми руками)
- Кожен Мисливець Бажає Знати, Де Сидить Фазан!
В ній зашифровані першими літерами всі кольори спектру по збільшенню частоти. Кожна зірка випромінює як абсолютно чорне тіло. За графіком це такий горб з пологою правою стороною. Частота максимуму гори тим вище, чим сильніше підігрітий тіло. Наше Сонце знаходиться десь посередині між усіма. Його максимум припадає на зелений колір трави. Незважаючи на те, що ми бачимо його жовтим. Просто всі промені складаються і трохи спотворюють сприйняття. Кажуть, що галактика існує вже 5 млрд. років, судячи за вмістом ізотопів у земній корі, ось Сонця вистачить ще мінімум на стільки ж, щоб гріти нас.
Тепер повернемося до рослин. Щоб жити, треба виробляти фотосинтез, який супроводжується поглинанням енергії Сонця і виділенням кисню. Здогадуєтеся тепер, чому зелений хлорофіл? Ні? Не дивно, про це точно ніхто не знає.
Існує гіпотеза, що маючи саме такий колір, рослини захищені від перегріву променями нашої зірки. В спектрі поглинання листя існує глибокий провал як раз там, де сонце знаходиться максимум. А тепер подивимося, що ж у нас з холодильниками. Білий колір єдиний, де спектр поглинання сонячного світла мінімальний. Ось для мінімізації теплообміну з навколишнім середовищем побутову техніку і покривають порошковою фарбою, не існуючого в природному спектрі відтінку.
Через прямо протилежного кожен сонячний колектор водонагрівача повинен бути чорним. Це навіть не колір, а його повна відсутність. Все в природі прагне до рівноваги, тому повний спектр дружно спрямовується в цю порожнечу, не відаючи, що потрапляє в пастку, з якої тільки один вихід – у наш дім. Сонячні водонагрівачі збирають всі промені, в тому числі ультрафіолетові та інфрачервоні, після чого направляють їх за призначенням для нагріву води, фреону або іншого теплоносія.
Ми дивилися фільм, де показано, як пофарбовані в чорний колір шматки сталевого профілю поміщали в прямокутний корпус і прикривали зверху склом. Так виходить сонячний колектор повітряного нагрівача. Це в корені неправильний підхід, але дешевий. Така конструкція виключає зі спектра ультрафіолет, який доходить лише в кращому випадку наполовину до кімнат і значно гріє цю скляну захисну оболонку. Як же так, адже заводські колектори і зовсім виконані у вигляді «лампи» денного світла? Справа в тому, що скло там кварцове, яке ультрафіолет не затримує. Такими лампами обробляють палати в лікарні, щоб убити мікробів. Це скло звичайно годиться для сонячних колекторів водонагрівачів.
А теплоізоляцією служить вакуум. Повітря між збірним чорним циліндром і кварцовим склом відкачано. Тому промені попадають на колектор і все тепло віддають проходить потоку рідини. Чому енергія не йде в навколишнє середовище? Тому що колектор чорний. Він, звичайно ж, трохи випромінює, але здебільшого віддає за рахунок теплообміну енергію всередину пристрою. Ось так працюють сонячні водонагрівачі для дому. Кажуть, що їх придумали в морозної Швейцарії, і вони легко справляються з завданням в будь-який мороз, поки вакуум є в трубках колектора. (Див. також: Проточний водонагрівач своїми руками)
Конструкції сонячного водонагрівача
Тепер, коли зрозуміла сама ідея сонячного водонагрівача, можна спробувати сконструювати такий же своїми руками. Бак від вантажівки навіть не потребує доопрацювання. Він вже чорний, зверху має шийку для наповнення водою, а знизу – найчастіше і вихідний отвір. Лишається поставити це на душову, заповнити водою і почекати, поки Сонце зробить свою роботу. Зрозуміло, з ранку вода там буде прохолодна, але трохи після полудня вже можна буде митися. Гідність пристрою в його простоті. Доведеться очистити бак бензину і масла, щоб чого доброго не облисіти. Але і купити сонячний водонагрівач заводського типу не кожному по кишені.
Не здумайте застосовувати для очищення ортофосфорну кислоту або спеціальні автомобільні присадки до палива. Вони дуже токсичні. Краще всього використовувати звичайні пральні порошки, мило, Vanish.
Необхідно залити бак гарячою водою з миючим засобом, дати трохи відстоятися, і все злити. Повторити процес, потім промивати чистою водою, поки сток не стане кристально чистим. За цей час більша частина всякої нісенітниці з бака відійде. Надалі можна поставити його на тиждень на сонці, а потім воду злити, але не митися їй. Після цієї процедури бак вже можна використовувати для душу.
Що стосується питання, де взяти, то і сьогодні електронні дошки оголошень повні пропозиціями продати б/у ємність. Сучасні найчастіше з алюмінію, старі попадаються сталеві. Ціна питання близько 2000 рублів. Ми вважаємо використання більш складних конструкцій недоцільним. Але якщо завалялися сталеві (не чавунні) радіатори зразок того, що на малюнку, то можна спробувати зібрати з них що-небудь варте, і тільки на літній період. Ми не будемо використовувати скла або бензобаки, лише знадобиться чорна фарба і труби. Вважаємо, що конструкція повинна містити ємність для гарячої води, розташовану де-небудь в будинку, досить великого обсягу.
Знадобиться проточний насос невеликої потужності з посадочними розмірами на стандартний трубопровід. Ми пропонуємо саморобні сонячні водонагрівачі робити за образом і подобою заводських. Для цього покладемо на скат даху послідовно з’єднані радіатори числом не менше трьох, пофарбовані в чорний колір.
Труби саморобного сонячного водонагрівача фарбуємо так само. Бак в будинку утеплюємо, наприклад, рідкою гумою. Пінополіуретан не піде, а інший напилюваної термоізоляції в голову не приходить. У баку саморобного сонячного водонагрівача є чотири отвори:
- Три у верхній частині:
- Внизу гаряча вода з батарей буде входити в бак.
Так конвекційні потоки в баку візьмуть природний характер. Тепла вода заходить знизу і починає підніматися вгору. Необхідно встановити прямо навпроти входу горизонтальну пластину-відбивач, яка стане на заваді утворенню строго вертикального течії над входом. Проточний насос встановлюємо на витяжку біля відповідного верхнього отвору. Скат даху для розташування радіаторів саморобного сонячного водонагрівача вибираємо південний. Це може бути і горизонтальна покрівля. Знизу радіатори обробляємо відбиває ізоляцією зразок Пенофол. До речі, фарбувати чорною фарбою у них можна тільки сонячну сторону.
Загалом конструкція готова. Ми не думаємо, що варто закривати її склом але бажано помістити там, де немає вітру. Так гарантовано буде отриманий виграш. Цілком підуть такі сонячні водонагрівачі для дачі. На ніч насос вимикаємо, а на зиму систему з даху демонтуємо. Заводські сонячні водонагрівачі для опалення дадуть нашим сто очок фори в ефективності, а ми їх просто задавити ціною. Найдешевший заводський колектор поодинці коштує 15000 рублів. А якщо дуже хочеться витратити гроші, то за солідну суму можна доглянути й тепловий насос для опалення.
Водонагрівачі на сонячних батареях залишимо для Німеччини і їм подібних країн. У Європі мало того що існує програма державної підтримки енергозберігаючих технологій, так ще й електрику можна назад в мережу закачувати (без жартів). Сонячний водонагрівач для басейну можна зібрати з розглянутої технології. У цьому випадку радіатори допускається розкласти на невеликому помості, а баком буде сам штучний водойму, не забудьте продезінфікувати воду. Було б непогано використовувати дзеркала з алюмінієвої фольги. Можна наклеювати плівку на тонкі фанерні щити і ними збирати енергію в потрібне місце. Це вийде дешево і сердито. Мало того, що з’явиться захист від вітру, так ще і нагрівання радіаторів піде швидше. Місце установки – на півночі від колекторів.
Тепер читачі теж знають, як зробити сонячний водонагрівач.