Como fazer um aquecedor solar de água com as próprias mãos

O corpo celeste é a fonte de energia mais poderosa conhecida pela humanidade. A luz solar pode ser convertida em energia elétrica e térmica. Neste artigo, interessar-nos-emos justamente pela energia térmica, que recebemos do Sol de forma absolutamente gratuita e inesgotável. Dispositivos como aquecedores solares de água convertem a energia do sol em energia térmica. Os dispositivos de fábrica têm bom desempenho e permitem organizar o aquecimento de uma casa privada. Existem artesãos que fazem esses dispositivos por conta própria. Os aquecedores solares aquecem gratuitamente a água para o aquecimento da casa ou para a caldeira, onde já emite calor para aquecer a água utilizada na lavagem. Esses dispositivos são muito procurados por proprietários de casas particulares e chalés de verão. Neste artigo, falaremos sobre o princípio de funcionamento dos aquecedores solares de água, seus tipos, principais fabricantes e preços.

Princípio de funcionamento do aquecedor solar de água

Primeiro, vamos descobrir como funcionam os aquecedores solares de água. Vamos considerar a operação de tal dispositivo usando o exemplo de um modelo de fábrica de um aquecedor de água a vácuo. Aquece a água no inverno sem problemas. O desempenho no inverno é obviamente menor do que no verão. O projeto do aquecedor de água é uma bateria, que consiste em vários tubos de vidro de quartzo. Cada um desses tubos contém um tubo de cobre pintado de preto. Esses tubos internos contêm o meio de aquecimento. Um vácuo é criado nos tubos de vidro para que não haja perda de calor do circuito interno. Além disso, o vácuo protege a bateria das influências ambientais. Todos os tubos são conectados a um coletor horizontal por onde circula o refrigerante. Os tubos de vácuo absorvem a energia solar e a liberam na água.

Princípio de funcionamento do aquecedor solar de água
Este sistema funciona da seguinte maneira:

O líquido de trabalho (o líquido não precisa ser água) evapora sob a influência da luz solar e o vapor sobe até o topo do bulbo de vidro;
O vapor entra em contato com a água pela parede, que circula pelo coletor. O vapor emite energia térmica, esfria e volta a ser líquido;
Sob a ação da gravidade, o líquido flui para baixo e assim o ciclo se fecha;
O coletor do termoacumulador é ligado por meio de tubagens à caldeira de aquecimento indirecto. Lá, a água já é aquecida, que circula no circuito de aquecimento ou abastecimento de água. O refrigerante é circulado por uma bomba.

O vidro de quartzo do qual os tubos de vácuo são feitos transmite ondas ultravioletas. O vidro comum os impede. Graças à transmissão de luz ultravioleta, a energia solar é absorvida quando está nublado e durante o inverno. É muito difícil fazer tal projeto em casa.

Existem aquecedores de água com um princípio de funcionamento menos complexo. Em aquecedores de água por gravidade, a energia térmica é transferida sem um intermediário. Normalmente, em seu projeto, há uma bobina (cobre, alumínio) em um substrato de metal ou sem ele. A parede posterior da caixa é forrada com materiais isolantes de calor. A bobina é conectada ao tanque de armazenamento por meio de dutos. A bobina e a placa (também chamada de absorvente) são pintadas de preto para melhor absorção da luz solar. A parte superior da caixa é coberta com vidro, policarbonato, etc. E também foi feito um isolamento completo para evitar a precipitação, sujeira, queda de poeira.

Esse aquecedor de água simplificado funciona eficazmente apenas em tempo claro.Mas, devido à simplicidade do design, esses aquecedores de água são geralmente feitos à mão. Além disso, existe outra opção para obter um aquecedor de água movido a energia solar gratuita. Painéis solares são instalados que geram eletricidade. E essa eletricidade faz funcionar um aquecedor de água convencional. Esse sistema também pode funcionar durante todo o ano.

Via Verde

Literatura científica estrangeira aplicada e popular (1127 livros) Criando filhos (1440 livros) Culinária (2298 livros) Saúde (4249 livros) Auto-aperfeiçoamento (1787 livros) Jardim e horta (790 livros) Esportes, condicionamento físico (1726 livros) Hobbies, Artesanato (2537 livros) Natureza e animais (374 livros) Casa e família: Diversos (1591 livros) Animais de estimação (252 livros) Faça você mesmo (1153 livros) ================= == == O preço do petróleo caiu significativamente, este é um processo político, não objetivo. Nas ex-repúblicas soviéticas, o crescimento da taxa de câmbio do dólar é tão alto que os pagamentos para aquecimento, água quente, preços da gasolina, etc., estão crescendo. E não há fim à vista para esse processo. O futuro pertence apenas à energia solar e às fontes renováveis de calor.

O sol aquece a terra todos os dias e é totalmente gratuito. Um cálculo simples mostra que com um consumo mensal de água para lavar 100 litros por pessoa, então cerca de 90 kW * hora por mês ou 1080 kW * hora por ano deveriam ser gastos para aquecê-la. Ao mesmo tempo, em um dia de verão em Kiev, em tempo claro, o sol envia 1 kW * hora de energia por hora para um local com área de 1 m2, ou em média 8 kW * hora por dia. Obviamente, se você puder usar pelo menos parte dessa energia solar gratuita para o abastecimento de água quente, poderá obter economias significativas. Água quente com tanque de aquecimento O sistema solar de água mais simples para uma casa é um tanque de aquecimento. Este é apenas um recipiente para a água, que é aquecida pelos raios do sol durante o dia.

coletores externos pretos feitos de tubos de plástico para aquecimento de água

No entanto, esse aquecedor solar simples é muito eficaz para fornecer água quente no verão e é amplamente utilizado para o chamado "chuveiro de verão".

Mapa de radiação solar para a Ucrânia

Insolação solar O conceito de atividade solar na ciência moderna está associado ao termo "insolação solar". Por insolação entende-se a quantidade de radiação recebida durante uma hora do dia, ou, simplesmente, o grau de "exposição" de 1 M. quadrado terra por um período específico de tempo. Neste contexto, não se deve intimidar com o termo "radiação", visto que aqui a irradiação solar é um recurso energético potencialmente útil e não uma fonte de perigo.

Especificidade de medir o nível de atividade solar Os dados necessários para calcular a insolação solar são enviados de satélites da NASA. Os valores obtidos são reduzidos a algum indicador médio, o que permite sistematizar a informação. A dificuldade reside no fato de ser impossível medir com precisão a quantidade de luz que atinge o solo, pois o processo de exposição à radiação está exposto a diversos fatores, por exemplo:

a altura do local acima do nível do mar e, consequentemente, o afastamento do sol da área;
estação (também faz ajustes no valor da distância do sol à terra);
condições meteorológicas (nebulosidade, nevoeiro, etc.);
o ângulo de incidência dos raios solares (varia conforme a hora do dia).

Mesmo levando em consideração todos os fatores acima, o valor resultante não pode ser considerado universal. Qualquer superfície que impeça a luz solar direta de atingir a superfície da Terra afetará a precisão das leituras solares. Mesmo pequenos detalhes como a presença de cercas no território são importantes.

Deste ponto de vista, os mais atraentes são as regiões de Zaporozhye, Dnepropetrovsk e Lugansk, bem como os resorts Odessa, Kherson e Simferopol.Um alto nível de atividade é considerado um indicador de 5 kWh / m2 / dia, e nos territórios listados no período de verão, o coeficiente frequentemente excede a marca de 6 unidades (os recordistas aqui são Nikolaev e Kherson com indicadores de 6,03 e 6,04, respectivamente). Mas mesmo em períodos mais frios, a instalação de coletores solares não será supérflua: o grau médio de exposição por ano varia de 3,34 unidades em Lugansk a 3,58 em Simferopol.

Painéis solaresserá, no entanto, menos eficaz fora da zona costeira. Os números médios da Ucrânia são comparáveis ao coeficiente de atividade solar no norte de Helsinque: 2,8 contra 2,41 kWh / m2 / dia. As regiões mais desfavoráveis para o desenvolvimento da energia "solar" são Ivano-Frankivsk e Chernivtsi, onde o índice médio do ano não ultrapassa 2,99 kWh / m2 / dia. Para obter detalhes, consulte a tabela no apêndice.

Aquecedor solar de água DIY de meios improvisados

Se o tanque de aquecimento estiver equipado com um tanque para armazenar água quente, você poderá obter um sistema de aquecimento solar ainda mais eficiente, que fornecerá água quente no verão e terá retorno em algumas estações. Vamos considerar esse aquecedor solar de água com mais detalhes. A parte mais importante do sistema solar é, obviamente, o próprio tanque de aquecimento. Pode ser qualquer recipiente para água, por exemplo, um cubo de aço, um barril ou vários tubos de grande diâmetro. É melhor usar um tanque de chuveiro de verão especial de polietileno com um volume de 200-300 litros para essa finalidade. Tal tanque tem forma plana, racional para aquecimento, não enferruja, é pintado de preto para melhor absorção do calor e, devido ao seu baixo peso, é facilmente montado no telhado. Se esse tanque for simplesmente colocado sob a luz direta do sol, em um dia quente e ensolarado, a água nele aquece até 40-45 ºС no final do dia, o que é suficiente para as necessidades domésticas. Mas se a água quente não for usada à noite, então durante a noite, de manhã ela esfriará. Portanto, a água quente não pode ser usada o tempo todo. Obviamente, para eliminar esta desvantagem, é necessário "parar" a perda de calor da água aquecida. Isso pode ser feito isolando o tanque de aquecimento no final do dia ou drenando a água quente para um recipiente isolado. Dado que a maioria das residências usa caldeiras a gás e elétricas, é benéfico usá-las para armazenar água quente de um tanque de aquecimento. Além disso, ao contrário do isolamento do tanque de aquecimento, o processo de drenagem é menos trabalhoso, não é necessário subir até o local onde está instalado o tanque. Além disso, como num dia nublado, a água do tanque de aquecimento aquece apenas até 25-30 ºС, em qualquer caso terá de ser aquecida. A figura mostra um diagrama de funcionamento do sistema mais simples de aquecimento de água com o sol, que pode ser montado com as próprias mãos. O sistema de aquecimento de água é composto por um tanque de aquecimento, uma caldeira e um sistema de abastecimento de água com três torneiras. Primeiro, a torneira (3) é fechada, a torneira (1) e (2) são abertas. A água do tubo de água sob pressão (azul) é fornecida ao tanque de aquecimento. Após o enchimento do reservatório, o tubo de água pressurizado é fechado com uma torneira (1). Ao final do dia, quando a água do tanque de aquecimento esquenta e precisa ser escoada para a caldeira, a torneira (3) é aberta para isso. Se não for necessário utilizar o tanque de aquecimento, basta fechar a torneira (2) e a caldeira funciona normalmente.

É conveniente controlar o nível de enchimento do tanque com um sensor de nível de água, que pode ser conectado à tampa do tanque. Para o abastecimento de água, são adequados tubos de metal-plástico ou polipropileno para água fria (desde que a pressão no sistema seja baixa). Este método de aquecimento de água é extremamente simples, mas tem duas desvantagens sérias: - o tanque de aquecimento deve ser enchido e esvaziado diariamente; - Você pode obter água aquecida apenas em climas quentes, quando a temperatura do ar está acima de +20 ºС.Aquecedor solar de água passivo Para aquecer água com calor solar, não apenas em climas quentes, mas também na baixa estação mais fria (março, abril, setembro, outubro), o tanque de aquecimento não pode ser usado devido à perda de calor muito alta. Para fazer isso, ele terá que ser substituído por um coletor solar mais eficiente. Na Internet, você pode encontrar muitas descrições de sistemas solares ativos eficazes que requerem o uso de automação. Mas considere o sistema de aquecimento solar passivo de água mais simples e conveniente, ou seja, aquele que funciona sozinho sem o uso de bomba. Em primeiro lugar, você precisa fazer um coletor solar. Se analisarmos os diversos projetos conhecidos de coletores solares, podemos chegar à conclusão de que o fator determinante para a confiabilidade, custo e facilidade de montagem de um coletor solar é o material do seu trocador de calor. Os tubos mais confiáveis são considerados tubos de metal, por exemplo, cobre ou aço de paredes finas, mas são caros e trabalhosos de montar. Além disso, o trocador de calor com tubos de metal é pesado, o que requer uma caixa resistente e complica a instalação. Trocadores de calor feitos de polipropileno e tubos de metal-plástico são mais convenientes e baratos, mas as deformações térmicas quando aquecidas pelo sol e um grande número de juntas aumentam a probabilidade de vazamento e também aumentam a intensidade de trabalho durante a montagem. Um trocador de calor de uma mangueira de jardim não tem todas essas desvantagens. A sua montagem consiste apenas no facto de a mangueira necessitar de ser fumada em forma de espiral. A falta de conexões e flexibilidade da mangueira garantem que não haja vazamentos, e o comprimento da mangueira permite que a água seja trazida diretamente do manifold para a tubulação dentro da casa sem conexões intermediárias. O coletor solar mais simples de uma mangueira de jardim é mostrado na figura. É constituído por uma janela de vidro (1), uma mangueira (2) e espuma como isolamento e uma base (3). O princípio de funcionamento é muito simples - a radiação solar de ondas curtas atravessa o vidro e aquece a mangueira com água. Da mangueira aquecida, começa a radiação de um espectro de comprimento de onda já longo, que é refletido significativamente pelo vidro. Assim, os raios do sol caem na chamada "armadilha de calor". Ao instalar um coletor solar, o ângulo de inclinação ideal será de 35º no verão e 40º na primavera-outono. A figura mostra o diagrama de conexão do coletor solar à caldeira. Antes que o coletor solar comece a aquecer água, é necessário encher a mangueira com água e retirar o ar dela. Para tal, feche a torneira (2) e abra a torneira quente da instalação sanitária (6) para escoar a água. A água do tubo de água sob pressão (1) começa a fluir para o coletor solar (4). Depois que as bolhas de ar param de se misturar na água de drenagem, isso significa que não há plugues de ar no coletor. Em seguida, a torneira 2 se abre e a água fria da caldeira sob a influência do efeito termossifão (quando o coletor é aquecido pelo sol) começa a fluir para o coletor. Para desligar o coletor solar e utilizar água aquecida ou operar a caldeira no modo normal, feche a torneira (3). Como você pode ver, o funcionamento desta caldeira não requer equipamentos complexos e caros, a única desvantagem de um sistema tão simples é que você precisa ligar e desligar periodicamente o abastecimento de água do coletor solar com torneira (3). Em tempo nublado, o aquecimento da água por tal coletor solar ocorre parcialmente, o restante será "aquecido" pela caldeira, o que ainda dá economia. Vale lembrar que em dias nublados ou fora de temporada, a caldeira deverá ser ligada para aquecimento no final do dia, ou seja, quando a água do coletor não esquentar mais. Caso contrário, quando a água for aquecida no coletor TEN'om, ela deixará de circular. Para calcular o desempenho necessário de um aquecedor solar, é necessário levar em consideração que 1 metro de uma mangueira com diâmetro externo de 25 mm em um dia claro a +25 ºС aquece 3,5 litros de água quente (até + 45 ºС) agua.E a +32 ºС aquece 3,5 litros de água quente até + 50 ºС. O número médio de horas de sol ao longo do ano em Kiev é mostrado na Tabela 1.

Por exemplo, se o comprimento da mangueira no coletor for de 10 m em maio, a capacidade do coletor solar será 3,5l * 10m * 8h = 280 litros de água quente por dia. O limite inferior da temperatura do ar exterior, ao qual se observam poupanças com tempo claro, será de +5 a +8 ºС. Em condições de congelamento, é melhor drenar a água do coletor, embora este design seja resistente ao congelamento.

A mangueira para esse aquecedor solar de água é reforçada com borracha ou PVC. O diâmetro interno da mangueira não deve ser inferior a 19 mm, e mais é possível. Mas se o diâmetro for menor, a resistência hidráulica do sistema aumenta significativamente, o que retarda a mistura natural da água devido ao efeito termossifão. Além disso, escreve iBud.ua, não é aconselhável escolher uma mangueira com uma espessura de parede inferior a 2,5 mm, uma vez que uma mangueira com paredes finas não mantém sua forma bem e muitas vezes dobra. Uma mangueira de jardim não é cara. Assim, uma mangueira de PVC reforçado com diâmetro interno de 19 mm e espessura de parede de 3 mm, dependendo do fabricante, custa de US $ 2 a US $ 3 por metro. É preferível escolher uma mangueira em tons pretos ou escuros para melhor absorção do calor. A diferença, entretanto, não é muito grande. Por exemplo, uma mangueira branca absorve o calor solar cerca de 5% pior do que uma preta. Mas os 5% adicionais não serão supérfluos. Para a mistura de água pelo efeito termossifão, o formato da mangueira em si não importa, uma vez que a água na mangueira é aquecida por igual, a diferença de níveis entre a água fria na caldeira e a água quente no coletor é importante. Portanto, para que apareça um efeito termossifão estável, a caldeira deve ser elevada acima da parte superior do coletor solar em pelo menos 60 cm. Você também deve tentar reduzir o comprimento da tubulação de abastecimento tanto quanto possível, pois quanto mais longa for a tubo, maior será a força de atrito que evita que a água flua do coletor para o armazenamento (caldeira). Para reduzir a perda de calor por convenção, a parte de trás da mangueira é isolada com espuma. Também é necessário vedar o espaço entre o vidro e a espuma. Para fazer isso, você pode colocar uma almofada de espuma macia entre o vidro e a espuma ou colar o vidro e a espuma com cola à base de água (adesivos com um solvente orgânico podem dissolver a espuma). Por exemplo, você pode usar cola de espuma ou cola PVA. Para fixar o formato da mangueira do aquecedor solar na forma de uma espiral, ela é amarrada a um tubo ou barra. Para fixá-lo ao isopor, basta amarrá-lo. É imprescindível o uso de vidros de janela. Plexiglass ou filme de polímero não funcionam, pois são muito pobres em bloquear a radiação de ondas longas. Deve haver um espaço de 12-20 mm entre o vidro e a superfície da mangueira. O vidro não deve ter revestimentos seletivos reflexivos (i-glass), tal vidro reflete uma parte significativa da radiação solar.

Quando se trata de escolher entre vidros simples e duplos, há dois fatores a serem considerados. Com vidros duplos, menos perda de calor, mas mais refletividade da luz solar. E como quanto mais alta a temperatura ambiente, menor a perda de calor, verifica-se: - se o aquecedor solar for usado principalmente na estação quente, então o vidro simples é melhor; - se for legal, então o dobro se torna mais lucrativo. Os cabos da mangueira que saem devem ser isolados termicamente para reduzir a perda de calor. Para o isolamento térmico dentro da sala aquecida e quando o comprimento dos canos de água não for superior a 3 m, é suficiente usar o isolante térmico macio usual em espuma de polietileno para os canos. Para seções mais longas, bem como para isolamento térmico de dutos externos, é necessário usar um isolamento térmico rígido mais potente para canos feitos de espuma de poliuretano de folha.Você pode conectar a mangueira à tubulação usando uma braçadeira de borracha para cano; para isso, a mangueira é colocada firmemente no tubo e fixada com uma braçadeira. É ideal que o diâmetro interno da mangueira seja igual ao diâmetro do tubo no qual ela será colocada. O projeto descrito de um aquecedor solar passivo com coletor pode economizar até 80% de energia para abastecimento de água quente no verão e até 40% na primavera e outono, o que totalizará cerca de 400 kWh de energia economizada por pessoa por ano. Autor: Igor Solarov Chernivtsi

inscrição

Em aproximadamente 80% do território da Ucrânia, o nível de insolação não cai abaixo de 3 unidades, o que, em comparação com outros países europeus, é um resultado muito promissor. Isso significa que a instalação de coletores solares pode se tornar uma nova rodada no desenvolvimento de tecnologias de energia na Ucrânia e em outras regiões do sul da Europa.

Mesa de insolação solar por cidades da Ucrânia

jan	fevereiro	março	Abr	Maio	Junho	jul	Agosto	set	outubro	mas eu	Dez	ano
Simferopol	1,27	2,06	3,05	4,30	5,44	5,84	6,20	5,34	4,07	2,67	1,55	1,07	3,58
Vinnytsia	1,07	1,89	2,94	3,92	5,19	5,3	5,16	4,68	3,21	1,97	1,10	0,9	3,11
Lutsk	1,02	1,77	2,83	3,91	5,05	5,08	4,94	4,55	3,01	1,83	1,05	0,79	2,99
Dnipropetrovsk	1,21	1,99	2,98	4,05	5,55	5,57	5,70	5,08	3,66	2,27	1,20	0,96	3,36
Donetsk	1,21	1,99	2,94	4,04	5,48	5,55	5,66	5,09	3,67	2,24	1,23	0,96	3,34
Zhytomyr	1,01	1,82	2,87	3,88	5,16	5,19	5,04	4,66	3,06	1,87	1,04	0,83	3,04
Uzhgorod	1,13	1,91	3,01	4,03	5,01	5,31	5,25	4,82	3,33	2,02	1,19	0,88	3,16
Zaporizhzhia	1,21	2,00	2,91	4,20	5,62	5,72	5,88	5,18	3,87	2,44	1,25	0,95	3,44
Ivano-Frankivsk	1,19	1,93	2,84	3,68	4,54	4,75	4,76	4,40	3,06	2,00	1,20	0,94	2,94
Kiev	1,07	1,87	2,95	3,96	5,25	5,22	5,25	4,67	3,12	1,94	1,02	0,86	3,10
Kirovograd	1,20	1,95	2,96	4,07	5,47	5,49	5,57	4,92	3,57	2,24	1,14	0,96	3,30
Luhansk	1,23	2,06	3,05	4,05	5,46	5,57	5,65	4,99	3,62	2,23	1,26	0,93	3,34
Lviv	1,08	1,83	2,82	3,78	4,67	4,83	4,83	4,45	3,00	1,85	1,06	0,83	2,92
Nikolaev	1,25	2,10	3,07	4,38	5,65	5,85	6,03	5,34	3,93	2,52	1,36	1,04	3,55
Odessa	1,25	2,11	3,08	4,38	5,65	5,85	6,04	5,33	3,93	2,52	1,36	1,04	3,55
Poltava	1,18	1,96	3,05	4,00	5,40	5,44	5,51	4,87	3,42	2,11	1,15	0,91	3,25
Suave	1,01	1,81	2,83	3,87	5,08	5,17	4,98	4,58	3,02	1,87	1,04	0,81	3,01
Sumy	1,13	1,93	3,05	3,98	5,27	5,32	5,38	4,67	3,19	1,98	1,10	0,86	3,16
Ternopil	1,09	1,86	2,85	3,85	4,84	5,00	4,93	4,51	3,08	1,91	1,09	0,85	2,99
Kharkov	1,19	2,02	3,05	3,92	5,38	5,46	5,56	4,88	3,49	2,10	1,19	0,9	3,26
Kherson	1,30	2,13	3,08	4,36	5,68	5,76	6,00	5,29	4,00	2,57	1,36	1,04	3,55
Khmelnitsky	1,09	1,86	2,87	3,85	5,08	5,21	5,04	4,58	3,14	1,98	1,10	0,87	3,06
Cherkasy	1,15	1,91	2,94	3,99	5,44	5,46	5,54	4,87	3,40	2,13	1,09	0,91	3,24
Chernihiv	0,99	1,80	2,92	3,96	5,17	5,19	5,12	4,54	3,00	1,86	0,98	0,75	3,03
Chernivtsi	1,19	1,93	2,84	3,68	4,54	4,75	4,76	4,40	3,06	2,00	1,20	0,94	2,94

Os primeiros aquecedores solares de água

O primeiro aquecedor solar de água foi desenvolvido em 1767. Foi inventado por um residente comum da Suíça ─ Horace Bnedict de Saussure. Em sua invenção, ele conseguiu simplesmente ferver água. Mas então já era um sucesso. E o inventor suíço começou a vender seus aquecedores de água.

Horace Bnedict de Saussure
Em 1953, o dispositivo foi aprimorado em Israel. O cientista Zvi Tavor até recebeu um prêmio por isso do primeiro-ministro do país. Esta tecnologia simples de aquecimento de água ainda é popular em nosso século.

Como fazer o modelo mais simples de aquecedor solar de água

A solução mais simples para o aquecedor solar de água é um barril pintado de preto montado no telhado. A tubulação interna é conectada a este barril e fornece água aquecida aos pontos de distribuição.

O barril pode ser substituído por uma calha simples, um tanto rasa, fechada com uma tampa transparente. Em ambos os casos, o sistema deve incluir:

tubo de abastecimento de água fria;
tubo de descarga;
elementos de travamento;
tubo de saída de água aquecida.

No entanto, em tempo nublado, ambas as opções são caracterizadas por uma eficiência extremamente baixa. Quanto ao uso da calha, a questão é complicada pela necessidade de mantê-la na horizontal. Isso não permite que o recipiente seja colocado em tal posição em relação ao sol, o que garante o aquecimento máximo da água.

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Variedades de aquecedores solares de água

Agora vamos falar sobre os tipos de aquecedores solares de água. Eles são classificados de acordo com várias características de design.

Por exemplo, os seguintes aquecedores de água são diferenciados pelo tipo de circulação de refrigerante:

Com circulação natural;
Com forçado.

No primeiro caso, a água circula devido às suas propriedades físicas. Quando aquecido, ele aumenta de volume, sua densidade diminui. Como resultado, o líquido sobe pelos tubos e a água fria entra em seu lugar. Para que a circulação natural passe, o reservatório deve estar em cima do coletor, o que nem sempre é conveniente.

No segundo caso, o tanque de armazenamento é instalado no subsolo, e a circulação forçada é fornecida por bombas especiais. Com essa organização, o óleo pode desempenhar o papel de transportador de calor. Ele faz essa função muito bem.

Os aquecedores de água podem ser classificados pelo projeto do coletor:

Vácuo. O refrigerante está em um tubo que é selado em uma garrafa térmica.Esta lâmpada é feita de vidro de quartzo que transmite calor solar, bem como luz ultravioleta. São projetos altamente eficientes onde a perda de calor é mínima. Se a água for usada como um transportador de calor, o aquecimento ocorrerá até ferver. Se houver óleo lá, ele pode ser aquecido até 200-300 graus. Quase todos os aquecedores de água a vácuo são feitos de fábrica e são bastante caros;
Painel. O design é o mais simples. O coletor é pintado de preto, alojado em um invólucro isolado e hermeticamente selado com vidro, plástico, policarbonato, etc. A eficiência é baixa. Isso ocorre porque o fluido perde parte de seu calor ao passar pelo coletor. Essas perdas geralmente são bastante significativas. Aquecedores solares de água de painel são adequados para regiões com alta insolação solar.

Aquecedor solar de água de circuito fechado

Além disso, os aquecedores de água podem ser classificados de acordo com o tipo de circuito:

Loop aberto. Este projeto é usado ao organizar o abastecimento de água quente para um edifício residencial. A água atua como um refrigerante, que após o aquecimento não volta mais para o coletor. É gasto nas necessidades domésticas;
Um circuito fechado. Ele é usado para aquecer um edifício residencial. Neste caso, o refrigerante do aquecedor de água é misturado com outro líquido (possivelmente não água) que foi aquecido na caldeira principal. Em malha fechada, o refrigerante, após o aquecimento, passa pelo sistema de aquecimento e retorna ao coletor novamente;
Dois contornos fechados. Esses aquecedores de água são versáteis e os mais eficientes. Este sistema pode ser usado para gerar água quente ou aquecimento durante todo o ano. Depois de aquecido no coletor, o refrigerante vai para o trocador de calor e transfere o calor para o segundo circuito. E já o refrigerante neste segundo circuito é consumido como água quente ou para aquecimento da casa.

O refrigerante também pode ser diferente. A água mais comumente usada, anticongelante, óleo. Você também pode subdividir aquecedores de água de acordo com o princípio geral de operação em sistemas passivos e ativos.

Passiva. A absorção e o acúmulo de energia ocorrem por si próprios, sem quaisquer mecanismos de controle. Esses sistemas são simples e não requerem grandes investimentos. Por isso, você tem que pagar com trabalho irregular e picos de energia. Um exemplo é o tanque acima do chuveiro de verão, que é pintado de preto. Geralmente é assim que os sistemas de loop único funcionam. Aqui, o tanque de recebimento deve estar acima do manifold;
Ativo. Não há desvantagens em um aquecedor de água passivo. Aqui a energia solar é convertida em energia térmica e periodicamente transferida para um tanque de armazenamento, caldeira ou diretamente aos consumidores. O funcionamento estável é conseguido graças ao sistema de circulação forçada. Este esquema funciona em sistemas com um e dois circuitos. Em tais sistemas, muitas vezes você pode ver bombas, painéis, medidores, etc.

Aquecedores solares de água de fabricantes confiáveis

O benefício econômico de comprar uma caldeira de aquecimento depende de vários fatores:

Preço Alto;
transferência de calor;
período de retorno;
tempo operacional.

Nem todos os aquecedores solares de água funcionam da mesma forma. Ao usar instalações feitas com matéria-prima barata e de baixa qualidade, pode-se encontrar problemas de uso: a produtividade vai cair, o equipamento vai falhar prematuramente. Para não enfrentar decepções, você precisa comprar equipamentos de fabricantes confiáveis. Vamos descobrir quais fabricantes são mais confiáveis?

Aquecedor solar passivo de água

Abaixo está uma lista de fabricantes confiáveis que fazem unidades de qualidade e acessíveis:

A Atmosfera é um fabricante ucraniano que cria instalações de vácuo e painel para aquecimento de água durante todo o ano e suporte de sistemas de aquecimento. Esses aquecedores de água são projetados para dispositivos com circulação forçada e possuem alto isolamento térmico.Há um lugar no caso para a instalação de sensores de monitoramento. Muitos usuários notaram o alto desempenho dos sistemas em climas frios e chuvosos. Você pode comprar uma caldeira de 20 mil rublos;
Side é uma empresa chinesa que estabeleceu a produção de aquecedores solares de água e dispositivos relacionados necessários para manutenção e conexão. No mercado pode encontrar dispositivos tubulares e de painel, bem como soluções chave na mão para equipar piscinas, escritórios, locais de produção, hospitais, escolas. As caldeiras desta marca ainda só estão ganhando popularidade entre os consumidores domésticos;
Vaillant auroSTEP plus - coletores solares com excelente qualidade de construção alemã e preço acessível. Você pode comprar este sistema por pelo menos 200 mil rublos e fornecer água quente para uma família para 3 pessoas;
SunRain é outro modelo feito na China. Essas instalações operam quando a temperatura cai para -50 graus. O fabricante implementa instalação horizontal e inclinada. As instalações podem funcionar durante todo o ano. Eles estão conectados a um contêiner remoto. O preço dos coletores tubulares é de 40 mil rublos;
Viessmann Vitosol é um fabricante alemão que produz equipamentos para aquecimento de água. A principal diferença dos análogos de outros fabricantes é a montagem de alta qualidade, que atende totalmente aos requisitos declarados. Existe também um sistema antivandalismo e anti-granizo;
YaSolar é uma empresa russa que produz equipamentos de abastecimento de água quente chave na mão. O conjunto completo é composto por um tanque de armazenamento, um controlador, sensores de aquecimento, uma estação de bombeamento e um respiradouro. Os coletores solares produzidos sob esta marca são projetados para serem conectados a sistemas de circulação forçada.

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O cumprimento dos regulamentos e recomendações de segurança para a conexão de aquecedores solares de água é o principal pré-requisito para o comissionamento dos sistemas. Se as condições de conexão forem violadas, seu funcionamento efetivo não é garantido.

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Aplicativos e requisitos de instalação

Então, onde os aquecedores solares de água são aplicados?

Abastecimento de água quente de uma casa particular;
Aquecimento;
Aquecimento de água para chalés de verão;
Água quente para as necessidades da agricultura e da indústria.

Aquecedor solar de água para aquecimento doméstico

É importante levar em consideração as recomendações de instalação, pois a eficiência do aquecedor de água dependerá totalmente disso. Aqui estão algumas das recomendações dos especialistas:

O local de instalação pode ser o telhado da casa, fachada, varanda;
O painel do aquecedor de água deve necessariamente estar voltado para o sul;
Ao instalar o painel, faça com que o ângulo de inclinação seja igual à latitude de sua região;
Como o aquecedor de água recebe energia solar constantemente, com pouco consumo de água, pode ocorrer estagnação, onde o refrigerante pode aquecer até 300 graus. Portanto, é proibido o uso de tubos de plástico e ferro galvanizado. É melhor fazer uma bobina de cobre ou aço inoxidável;
É imperativo isolar os elementos de aquecimento do aquecedor de água para não se queimar acidentalmente;
Ao escolher os fixadores e o isolamento, deve-se também levar em consideração a possibilidade de estagnação do refrigerante e seu forte aquecimento. Ou seja, é melhor escolher materiais com margem de segurança. Muitos fabricantes de renome escrevem a temperatura de estagnação nas especificações ou na caixa do dispositivo. Concentre-se neste valor;
Os painéis do aquecedor solar de água devem ser colocados em uma área aberta com máxima exposição solar. Não deve haver objetos altos ao redor que projetem uma sombra;
Para aumentar a eficiência do aquecedor de água, é necessário fixá-lo em um suporte especial, se tal esquema de instalação for oferecido pelo fabricante;
Durante a instalação, cada tipo de aquecedor pode ter suas próprias características. Aqui você precisa se concentrar nas recomendações do fabricante.

Principais fabricantes

Os aquecedores solares de água encontraram ampla aplicação prática em muitos países europeus, China, Turquia, EUA, Israel, Arábia Saudita. A produção desses produtos no mundo cresce continuamente e, junto com a demanda, aumenta o número de empresas desse segmento.

Vamos dar uma olhada em algumas das grandes empresas de aquecedores solares de água. Portanto, os principais fabricantes do mercado mundial:

A empresa italiana produz coletores a vácuo KAIROS VT. Disponível em versões de 15 ou 20 tubos;
O fabricante alemão oferece três modelos SKR21, SKR12, SKR6;
Outra empresa alemã que produz modelos com 6 ou 12 tubos. Além disso, eles podem ser combinados em blocos para aumentar a potência do sistema;
Energia solar Sunrain. É um fabricante chinês que produz aquecedores solares de água;
E outra empresa alemã que oferece dois aquecedores de água das marcas Vitosol 200 e 300. Esses modelos diferem no design da unidade de aquecimento;
Fabricante italiano que produz o modelo Ecotube.

Esquentador KAIROS VT

Vale a pena dizer aqui que os produtos dessas empresas pertencem à classe mais alta e têm garantia, mas nem todos podem pagar. Portanto, a maior parte da demanda do mercado é atendida por fabricantes pouco conhecidos.

Por que aquecedores solares de água caseiros são tão atraentes

As vantagens dos aquecedores solares de água caseiros são bastante óbvias:

os custos deles compensam muito rapidamente;
como modelos de fábrica, economizam combustível e, conseqüentemente, dinheiro;
o produto está pronto para uso quase imediatamente.

Então, agora você conhece o básico deste problema e está pronto para projetar e fazer seu próprio aquecedor solar de água. Ao fazê-lo, poderá reduzir significativamente os custos associados à manutenção da sua casa.

Preços e de que dependem?

Com relação a números específicos, os aquecedores de água produzidos na Rússia custarão cerca de US $ 700-800. Este é um modelo do tipo vácuo. Praticamente os mesmos preços para produtos chineses semelhantes. Os aquecedores de água de fabricantes alemães custam cerca de 800-900 euros. É mais caro, mas trazem no kit os fechos necessários, e são utilizados cobre e aço inoxidável para a fabricação dos coletores. Para que esse dinheiro não seja gasto em vão.

Aquecedor de água Viessmann Vitosol 200
Os seguintes fatores influenciam o preço de um aquecedor solar de água:

Marca;
Material do corpo e do dissipador de calor;
produza qualidade;
o método de assentamento do material isolante e o custo do próprio material;
espessura do vidro.

Naturalmente, as diferenças de design, que foram descritas acima, se refletem no preço.

Usando a energia solar com a ajuda de tecnologias modernas, você pode facilmente fornecer água quente para sua casa ou jardim.
E você precisa fazer um investimento inicial, e depois a instalação funcionará de graça. Se você quer economizar dinheiro, faça você mesmo um aquecedor solar de água. Mas os sistemas de fábrica são, obviamente, mais confiáveis e funcionais. Se o artigo acabou sendo útil para você, divulgue o link para ele nas redes sociais. Isso ajudará no desenvolvimento do site. Vote na enquete abaixo e avalie o material! Deixe correções e acréscimos ao artigo nos comentários.

Como fazer um aquecedor solar de água completo com suas próprias mãos (vídeo)

Os principais elementos deste dispositivo são:

tanque de maquiagem;
tanque de armazenamento;
colecionador.

O vídeo a seguir descreve com detalhes suficientes como fazer um aquecedor solar de água:

Segundo especialistas, a bomba não deve ser instalada no sistema.A água deve circular naturalmente. Para obter este efeito, o tanque deve ser instalado acima do dissipador de calor, enquanto o tanque de reposição deve estar acima do tanque de armazenamento. Outra recomendação prática de especialistas é a instalação de isolamento térmico em tanque contendo água aquecida. Para fazer isso, você pode usar qualquer isolamento de rolo.

Para automatizar o processo de reabastecimento de água no sistema, o segundo tanque deve ser equipado com uma válvula flutuante.

O sistema também deve ter uma saída de ar vertical. Para ser mais eficaz, geralmente é elevado a uma altura razoavelmente decente.