Горячая вода – важный элемент комфортного существования, а ее отсутствие может стать источником вечной головной боли: как помыть посуду, принять душ. Решить эту проблему можно с помощью водонагревателя – традиционного, т.е. газового или электрического, или инновационного – например, солнечного. Последняя опция выглядит крайне привлекательно не только по причине своей экологичности (что сейчас в моде), но и потому, что позволяет значительно сократить затраты на электроэнергию или газ.
Солнечные водонагреватели для дома – это разновидность солнечных коллекторов (СК). Они используют тепловую энергию солнца, которая состоит из видимого света и инфракрасного излучения. В этом устройстве используется т.н. «парниковый эффект». Его суть заключается в способности солнечных лучей аккумулироваться в замкнутом пространстве, проникая через прозрачную среду, и их неспособности преодолевать обратный путь. Солнечный водонагреватель был изобретен еще в 1767 году одним швейцарским ботаником, и его энергии хватало на то, чтобы приготовить суп. Солнечный водонагреватель иногда называют также «водонагреватель на солнечных батареях», но это не совсем одно и то же, потому что когда речь идет о солнечных батареях, подразумевается преобразование солнечной энергии в электрический ток.
Какие же конкретно преимущества могут иметь солнечные коллекторы, предназначенные для нагрева воды?
- Сегодняшние солнечные водонагреватели для дома могут обеспечить как бытовые потребности в горячей воде, так и отопление. Разумеется, речь идет о разных мощностях. При этом солнечные коллекторы могут обеспечить отоплением помещение практически любой площади.
- Количество горячей воды на выходе не зависит от объема бака.
- Возможна значительная экономия финансовых средств за счет более низких трат на электроэнергию или газ. Солнечный водонагреватель для дачи, на которой вообще может не быть электричества или газа – это идеальный выход из ситуации.
- Осуществить подключение солнечного водонагревателя к отопительной системе проще простого и выполнить эту операцию можно самостоятельно.
- Солнечные коллекторы хоть и стоят недешево, но способны окупиться всего за 2-3 года эксплуатации.
- Солнечный водонагреватель вполне может заменить водонагреватель накопительного типа: время разогрева воды в них вполне сравнимо – от 3 до 5 часов. То же самое касается температуры воды – от 60 до 70 градусов зимой и от 100 градусов летом.
- Солнечные водонагреватели для дома – это высоко-экологичные приборы, которые не выделяют в атмосферу вредных веществ.
- Срок жизни солнечных водонагревателей достаточно велик (больше 20 лет).
- В процессе использования, солнечные водонагреватели требуют минимальных затрат для поддержания их деятельности. Ремонт водонагревателя выполнить не трудно, более того, вы можете построить солнечный водонагреватель самостоятельно!
- Некоторые солнечные водонагреватели имеют даже встроенную систему обеззараживания воды.
Мнение, что солнечные водонагреватели эффективны только летом, ошибочно. Не забывайте, это устройство способно поглощать не только видимый свет, но и инфракрасное излучение – а оно есть как зимой, так и летом, причем в любую погоду – солнечную или пасмурную. Прибор устроен таким образом, чтобы свести потери тепла к минимуму и способен справляться с функцией нагрева воды даже при отрицательной температуре воздуха! Однако, справедливости ради надо заметить, что на максимально возможную мощность солнечные коллекторы все же выходят летом. В этом время солнечные водонагреватели для дома могут обогреть даже воду в бассейне.
Существует три типа солнечных водонагревателей:
- Плоские солнечные водонагреватели (их еще называют панельными)
- Пластиковые солнечные водонагреватели
- Вакуумные солнечные водонагреватели
Давайте рассмотрим каждый из них отдельно:
Плоские (или панельные) солнечные водонагреватели
Плоские солнечные водонагреватели особенно популярны в странах и регионах, где недостатка в солнечной энергии не испытывается. Фактически, избыточная солнечная энергия компенсирует невысокий коэффициент полезного действия (КПД) этих приборов. Поглощающий элемент, который используется в панельных солнечных водонагревателях, называется абсорбером. Он имеет теплоизоляционный слой и прозрачное покрытие, которое обычно изготавливается из закаленного стекла. Максимальная температура воды, которую может выдать плоский солнечный водонагреватель, может достигать 190-200 градусов по Цельсию. Использование меди в качестве абсорбера повышает эффективность панельных солнечных водонагревателей.
Пластиковые солнечные водонагреватели
Пластиковые солнечные водонагреватели изготавливаются из полиэтилена высокой плотности. Они используются, в основном, в летний период и не имеют дополнительной теплоизоляции. Их КПД не очень велик, но себестоимость довольно низкая.
Вакуумные солнечные водонагреватели
Вакуумные солнечные водонагреватели имеют наибольший КПД и предназначены для использования в регионах, где часто бывают низкие температуры и слабая освещенность. Они заслуживают отдельного внимания по причине своей высокой эффективности. Свое название вакуумные солнечные водонагреватели получили потому, что внутренняя трубка отделена от окружающей среды вакуумом – это и позволяет свести к минимуму потери тепла. По устройству эта схема напоминает термос. При этом внешняя часть трубки является прозрачной, а внутренняя ее часть имеет специальное покрытие, которое очень чувствительно к солнечной энергии. Вакуум сохраняет около 95% солнечной энергии внутри.
Строение вакуумного солнечного водонагревателя таково:
- Внутренний бак (изготавливается из нержавеющей стали)
- Вакуумные трубки (из стекла или меди)
- Наружный бак (может изготавливаться из эмалированной, оцинкованной либо нержавеющей стали)
- Теплоизоляция (например, полиуретан)
- Рама коллектора (изготавливается либо из стали с гальваническим покрытием, либо из нержавеющей стали)
- Рефлектор (изготавливается из алюминия)
Для максимальной эффективности такой гелиосистемы, солнечный водонагреватель должен устанавливаться на крыше, либо другой поверхности (как можно выше), на южном скате и с определенным наклоном. Этот наклон должен равняться географической широте местности, к которой прибавлено 10-15 градусов. Солнечные водонагреватели устанавливаются не только в загородных домах или дачах, но и на крышах пансионатов, детских лагерей, гостиниц, санаториев, баз отдыха, промышленных зданиях, теплицах и т.д.
Максимальная температура воды, которую может выдать вакуумный солнечный водонагреватель, может достигать 250-300 градусов. Объем бака варьируется так же, как и у накопительных водонагревателей (т.е. от 40 литров и выше).
Еще один способ оптимизировать процесс нагрева воды – это т.н. водонагреватель косвенного нагрева. Это название соотносится с принципом работы агрегата, внутри которого находится змеевик (нагревательный элемент), питающийся от системы отопления. В отличие от накопительных водонагревателей прямого нагрева, стабильность работы водонагревателя косвенного нагрева не так сильно зависит от топлива, к тому же, воду они греют быстрее. Водонагреватели косвенного нагрева могут работать и на энергии солнца.
На сегодняшний день солнечные водонагреватели не так сильно распространены, однако их популярность растет. Неоспоримые преимущества, которые имеют водонагреватели этого типа, делают их крайне привлекательными для потребителей и, возможно, не далек тот день, когда солнечные водонагреватели станут нашей с вами повседневной реальностью!
