И на селе сегодня не обойтись без горячей воды. В самом деле, как без нее помыть посуду или автомобиль, принять душ или вымыть полы? Хорошо тому, у кого дом централизованно снабжается от теплоцентрали. Но на селе такое — редкость. Как же быть? Можно, конечно, соорудить котельную. Однако она будет потреблять немало дорогого по нынешним временам топлива. Между тем не только летом, но даже в прохладную пору осени или весны можно обеспечить себя горячей водой без лишних затрат. Достаточно сделать водонагреватель, работающий от солнца. Познакомим вас с конструкцией, разработанной болгарским инженером Станиславом Станиловым.

Конструктивно он не слишком сложен — состоит из двух коллекторов, накопителя и аванкамеры.

В основу водогрейки положены хорошо известные в технике принципы. Сам нагреватель использует «парниковый эффект». Солнечные лучи беспрепятственно проходят сквозь прозрачное стекло и, превратившись в тепловую энергию, уже не могут покинуть замкнутое пространство. В гидравлической системе работает термосифонный эффект. Жидкость при нагревании поднимается вверх, вытесняет более холодную воду и перемещает ее к месту нагрева. Как видите, здесь и насос не нужен. А кроме того, «уловленная» солнечная энергия аккумулируется и сохраняется в установке длительное время.

1 — поплавковый клапан;
2 — дренажная труба накопителя;
3 — трубопровод для подвода холодной воды к аванкамере;
4 — теплоизоляционный короб накопителя;
5 — труба ввода холодной воды;
6 — труба подвода холодной воды к смесителям;
7 — труба подвода горячей воды к смесителям;
8 — труба подвода горячей воды к накопителю;
9 — коллекторы;
10 — сливной вентиль;
11— вентиль доя залива системы;
12 — «горячая» труба коллектора;
13 — труба подпитки накопителя;
14 — аванкамера;
15 — дренажная труба аванкамеры.

1 — солнечньм коллектор;
2 — «горячая» труба коллектора;
3 — заборная труба для выхода горячем воды из накопителя;
4 — дренажная труба аванкамеры;
5 — дренажная труба накопителя;
6 — поплавковый клапан;
7 — аванкамера;
8 — труба подвода холодной воды к аванкамере;
9 — трубопровод подпитки накопителя;
10 — водопроводный ввод;
11 — подвоя и холодной воды к смесителям;
12 — подвод горячей воды к смесителям;
13 — «холодная» труба солнечного коллектора.

1 - стекло;
2 - рама (стальной уголок);
3 - дно (оргалит толщиной S мм);
4, 7 - стенки короба коллектора (доска сечением 120х25 мм);
5 - стальная накладка (полоса сечением 20х2,5 мм);
6 - накладка- уголок;
8 - усиление днища деревянным брусок сечением 50х30 мм);
9 - соединительная муфта;
10 - труба радиатора;
11 - приемная труба радиатора;
12 - хомут крепления радиатора;
13 - теплоотражатель (оцинкованное железо);
14 - теплоизоляция (пенопласт, стекло - или шлаковата).

Основные элементы нагревателя используются готовые. В большинстве своем их можно приобрести в магазине либо подобрать в металлоломе. Расскажем об устройстве нагревателя подробнее.

Коллектор представляет собой трубчатый радиатор, заключенный в короб, одна из сторон которого застеклена. Радиатор сварен из стальных труб. Для подводящей и отводящей используются водопроводные на 1 или 3/4 дюйма, а для решетки — тонкостенные меньшего диаметра, например, 16х1,5 мм. Всего для одной решетки потребуется 15 таких труб длиной около 1600 мм.

Короб коллектора —деревянный, собран из досок толщиной 25 мм... 35 мм и шириной 120 мм. Днище — из фанеры или оргалита, усиленное рейками сечением 50х30 мм. Короб тщательно теплоизолируется с помощью упаковочного или строительного пенопласта, шлако- или стекловаты, уложенных на дно. Поверх теплоизоляции закрепляется лист оцинкованного кровельного железа, и сверху укладывается сам радиатор. Крепится он в коробе хомутами из стальной полосы.

Трубы радиатора и металлический лист на дне короба окрашиваются черной матовой краской. Покровное стекло герметизируется, чтобы потери тепла из-за конвекции были минимальными. С внешней стороны короб желательно окрасить белой или иной светлой краской, чтобы снизить потери на теплоизлучение.

Соединение труб — стандартное, с помощью муфт, тройников и уголков с герметизацией пенькой и масляной краской.

Накопителем тепла служит бак емкостью 200... 400 литров. Для этой цели годятся стальные бочки. Если невозможно подобрать емкость нужной вместимости, используйте несколько меньших, соединив их трубами в единую систему. Накопитель также желательно теплоизолировать. Идеальный вариант — разместить емкости в дощатом или же фанерном коробе и заполнить межстенное пространство строительным пенопластом, шлаковатой, сухими опилками или торфом.

Аванкамера предназначена для создания в гидросистеме постоянного избыточного давления в пределах 80... 100 см водяного столба. Изготовить ее можно из любого подходящего сосуда емкостью 30... 40 литров, например, большого бидона. Аванкамера оснащена подпитывающим устройством, позволяющим ей работать в автоматическом режиме. Его основа — поплавковый клапан, который применяется для сливных бачков.

Сборку солнечного водонагревателя начните с размещения на чердаке накопителя и аванкамеры. Масса воды в них собирается довольно значительная, поэтому убедитесь, что перекрытия потолка в выбранном месте были достаточно прочны.

Аванкамера размещается поблизости от накопителя так, чтобы уровень воды в ней превышал уровень в накопителе на 0.8...1 м.

Солнечные коллекторы располагаются с южной стороны дома под углом 35...45 градусов к горизонту. Устанавливать их лучше всего так, чтобы панели были как бы естественным продолжением кровли.

Для соединения элементов водогрейки в единую систему понадобятся трубы двух видов — «дюймовые» и «полудюймовые». С помощью последних монтируется высоконапорная часть системы — от водопроводного ввода до аванкамеры, а также вывод нагретой воды из накопителя. Дюймовые трубы используются для низконапорной части системы.

Работоспособность установки в значительной степени зависит от ее герметичности, отсутствия воздушных пробок. Потому к монтажу трубопроводов отнеситесь особенно аккуратно. Все трубы желательно окрасить светлой краской и тщательно теплоизолировать с помощью поролона, перебинтовав их полиэтиленовой пленкой, а потом еще ткаными лентами. Забинтованную трубу также выкрасьте в белый цвет.

Заполнение установки водой осуществляется через дренажные вентили в нижней части радиаторов. Тогда в системе не возникнут воздушные пробки. Заканчивается операция, когда из дренажной трубы аванкамеры польется вода.

Далее аванкамеру подсоединяют к водопроводному вводу и открывают расходный вентиль. Уровень воды в приборе при этом начнет снижаться, пока не сработает поплавковый клапан. Подгибая держатель поплавка, можно добиться его оптимального значения.

Заполненные водой радиаторы будут нагревать даже в пасмурную погоду. Теплая вода, поднимаясь по трубам вверх, даст толчок вышеописанным процессам. Отбирают ее из самой верхней части накопителя.

При расходовании воды уровень ее в аванкамере будет понижаться. Тогда сработает поплавковый клапан и дольет ее до полного объема.

Ночью, когда температура окружающей среды меньше, чем у нагретой воды, может случиться, что солнечный нагреватель начнет... отапливать воздух, перекачивая тепло в обратном направлении. Поэтому в гидросистеме должен быть предусмотрен вентиль, препятствующий обратной циркуляции. Его надо перекрывать в вчернее время.

Подводить воду к мойке или душу лучше с помощью смесителей. Мера эта отнюдь не лишняя: в солнечную погоду температура воды может достигать 75 градусов. Смесители позволят не только добиться нужной температуры, но и сэкономят горячую воду.

Ну а если производительность нашего нагревателя вас не устроит, ее можно увеличить, вводя в тепловую цепь дополнительные секции коллекторов. Блочная конструкция установки вполне позволяет это.

В. РОТОВ, инженер

Источник: Журнал «Левша» 5-94

Смотри также:

Как устроен стеклопакет

Как работает теплый пол

Как устроен камин

Как работает кондиционер воздуха

Как работает тепловая пушка

Как работает солнечный парус

Как работает глаз

Как работает транзистор

Как работает электродвигатель