Încălzitor solar de apă, făcut cu propriile mîini

În timp ce sursele de energie devin rapid din ce în ce mai scumpe, soarele încălzeşte Pământul în fiecare zi absolut gratuit. Un calcul simplu arată, că la consumul lunar de apă pentru spălare, reieşind din 100 de litri pe persoană, pentru încălzirea apei sunt necesari aproximativ 90 kWh pe lună sau 1080 kWh pe an.

Totodată, într-o zi de vară la Kiev, pe timp senin, pe o porţiune de 1 m2 soarele timp de o oră trimite un kilowatt de energie sau în medie 8 kWh pe zi. Evident că în cazul în care s-ar putea folosi cel puţin o parte din această energie solară pentru asigurarea gratuită cu apă caldă, puteţi obţine economii financiare semnificative.

Apa caldă obţinută cu ajutorul unui rezervor de încălzire

Cel mai simplu sistem de încălzire solară a apei este un rezervor de încălzire. Este doar un container pentru apă care se încălzeşte în timpul zilei de la razele solare. Cu toate acestea, un astfel de încălzitor solar simplu este foarte eficient pentru furnizarea apei calde vara şi se utilizează pe scară largă pentru aşa-numitul "duş de vară".

Dacă rezervorul de încălzire este dotat cu un alt rezervor pentru stocarea apei calde, atunci puteţi obţine o instalaţie solară eficientă pentru încălzirea apei, care vă va aproviziona cu apă caldă în timpul verei şi se va răscumpăra timp de câteva sezoane.

Cea mai importantă parte a instalaţiei solare este containerul pentru încălzirea apei, care poate fi orice rezervor de apă, de exemplu, un cub de oţel, un butoi sau conductele ,cu un diametru mai mare.
Cel mai bine este să folosiţi în acest scop un rezervor special pentru duş de vara din polietilenă, cu o capacitate de 200-300 litri. Acest rezervor are o formă plată potrivită pentru încălzire, care nu rugineşte şi este vopsit negru pentru absorbţia mai bună a căldurii, iar datorită unei greutăţi mici se montează uşor pe acoperiş.
Dacă acest rezervor este expus la lumina directă a soarelui, atunci într-o zi însorită fierbinte, pînă la sfârşitul zilei apa se încălzeşte pînă la 40-45 º C, ceea ce este suficient pentru necesităţile de uz casnic. Dar, dacă apa caldă nu se foloseşte în timpul zilei, atunci dimineaţa ea este rece. Astfel, apa calda nu poate fi utilizată timp de 24 de ore. Este evident, că pentru a depăşi acest neajuns este necesar, să se oprească pierderea căldurii apei încălzite. Acest lucru poate fi realizat prin încălzirea rezervorului sau prin revărsarea apei calde într-un container de încălzire.

Ţevi de oţel pentru încălzirea apei la soare

Având în vedere că majoritatea gospodăriilor privaţi, folosesc cazanele de gaz sau cele electrice, este foarte avantajos pentru a stoca apa caldă din rezervorul de încălzire. De asemenea, în contrast cu izolarea termică a rezervorului de încălzire, procesul de scurgere este mai puţin anevoios, nu este nevoie să urcaţi la locul instalării cazanului. Însă într-o zi noroasă ,apa din rezervorul de încălzire se încălzeşte numai până la 25-30 ° C, în orice caz, ea va trebui să fie reîncălzită.

Diagrama prezintă o schemă a funcţionării sistemului simplu de încălzire a apei la soare, care poate fi asamblat manual. Sistemul de încălzire a apei sconstituie dintr-un rezervor de încălzire , un cazan, precum şi o conductă de apă cu trei robinete. În primul rând se închide robinetul 3, robinetele 1 si 2 sunt deschise. Apa de la robinet sub presiune (culoarea albastră) se revarsă în rezervorul de încălzire. După umplerea rezervorului, conducerea apei se închide cu robinetul 1. La sfârşitul zilei, atunci când rezervorul cu apă se încălzeşte şi ea va trebui să se scurgă în cazan, pentru acest lucru se deschide robinetul 3.Dacă rezervorul de încălzire nu se foloseşte, atunci puteţi închide robinetul 2 şi cazanul este utilizat în mod normal.

Gradul de umplere a rezervorului se controlează uşor cu un senzor de nivel a apei, care poate fi montat pe capacul rezervorului. Pentru alimentare cu apă sunt potrivite conductele metalice sau de polipropilenă pentru apă rece (deoarece în sistem presiunea este joasă).

Această metodă de încălzire a apei este extrem de simplă, dar ea are două neajunsuri importante:

- rezervorul de încălzire trebuie sa fie umplut şi golit zilnic;
- apa încălzită poate fi obţinută doar pe vreme caldă, atunci când temperatura aerului este peste 20 ° C.

Sistemul pasiv de încălzire solară a apei

Pentru a încălzi apa la soare nu numai pe vreme caldă, dar şi într-un sezon rece (martie, aprilie, septembrie, octombrie), rezervorul de încălzire nu poate fi utilizat din cauza pierderilor mari de căldură. Pentru a obţine acest lucru, va trebui să-l înlocuiţi cu un colector solar mult mai eficient. Dacă vom analiza un set de modele de colectoare solare cunoscute, putem concluziona că factorul determinant pentru fiabilitatea, costul şi uşurinţa de asamblare a colectorului solar este materialul din care se realizează un schimbător de căldură. Sunt considerate cele mai fiabile conductele metalice cu pereţii subţiri din cupru sau oţel, însă ele sunt scumpe şi asamblarea lor este costisitoare. În plus, schimbătorul de căldură cu ţevi de metal are o greutate considerabilă, acest lucru necesită o cutie solidă şi este complică instalarea.

Cele mai comode şi ieftine sunt schimbătoare de căldură din polipropilenă şi ţevile de metal, însă deformările termice când soarele încălzeşte şi un număr mare de conexiuni cresc probabilitatea scurgerii şi de asemenea, complexitatea asamblării.

De toate aceste neajunsurile este lipsit schimbătorul de căldură ,fabricat dintr-un furtun de grădină. Asamblarea lui constă în faptul că furtunul se strânge într-o spirală. Lipsa de conexiuni şi flexibilitatea furtunului asigură lipsa de scurgeri, iar lungimea furtunului vă permite să trageţi apa direct de la rezervor, la ţeava din interiorul casei, fără conexiuni intermediare.

Colectorul solar de cauciuc este prezentat în Fig. Acesta constă dintr-o sticlă (1), furtun (2) şi izolaţie din PVC în calitate de bază şi izolare termică (3).Principiul de funcţionare este următor: undele scurte de radiaţie solară trec prin sticlă şi încălzesc furtunul de apă. De la furtunul încălzit se încep radiaţii cu undele lungi ale spectrului, reflectate eficient de sticlă. Astfel, razele soarelui nimeresc într-o "capcană de căldură". La instalarea colectorului solar, unghiul optim de înclinare va fi de 35 º primăvara şi de 40 º vara şi respectiv toamna.

Furtunul pentru un încălzitor solar de apă este potrivit din cauciuc sau PVC armat. Diametrul interior al furtunului nu trebuie să fie mai mic de 19 mm, poate fi şi mai mare. Dar dacă diametrul va fi mai mic, atunci creşte semnificativ rezistenţa hidraulică a sistemului, ceea ce încetineşte amestecul natural al apei prin efectul termosifon. Nu este dorit să alegeţi un furtun cu o grosime mai mică de 2,5 mm a peretelui, deoarece tubul cu pereţii subţiri îşi păstrează rău forma şi deseori se îndoaie. Furtunul de grădină nu este scump. De exemplu, furtunul armat din PVC, cu un diametru interior de 19 mm şi o grosime de 3 mm, în funcţie de costurile producătorului, valorează de la 2 $ până la 3 $ pentru un metru pătrat.

Alegeţi de preferinţă un furtun de culoare neagră sau închisă pentru absorbţia mai bună a căldurii. De exemplu, furtunul alb absoarbe căldura soarelui cu aproximativ 5% mai rău, decât cel negru. Cele cinci procente nu vor fi de prisos.

Autor: Igor Solarov

Sursa: ekopower.ru