Способы нагрева воды для дачного душа

Даже летом погода не всегда бывает жаркой. Поэтому нагрев воды в летнем душе на даче – проблема актуальная для любого загородного участка. Существуют несколько способов реализации этого вопроса, среди которых: установка змеевика, солнечной печи, панелей или коллектора. Также можно соорудить каталитический водонагреватель или оборудовать бак гелиоустановкой. Обо всех этих решениях рассказывается в данной статье.

Способы горячего водоснабжения

Обойтись на даче без горячей воды достаточно трудно, а каждый раз нагревать бак или таз на электрической плитке неэкономно, долго и утомительно. К тому же тазика хватит только на то, чтобы вымыть ноги и руки, а после плодотворного дачного дня многим хочется принять полноценный душ.

Проблему с горячим водоснабжением на даче можно решить несколькими способами.

Перед тем как выбрать водонагреватель для душа, ответьте себе на следующие вопросы:

• Какое количество горячей воды вам требуется в день.
• Проведено ли на участок электричество.
• Находится ли ваша дача в тени или есть солнечные участки, подходящие для установки солнечного коллектора.

Если вы приобрели участок, на котором нет электричества, горячее водоснабжение можно устроить за счет использования солнечного тепла или тепла, выделяемого в процессе гниения травы и мусора.

Как показывает практика, сделать простейшую конструкцию солнечного водонагревателя для душа на даче своими руками может практически любой человек. Для этого достаточно установить на крыше летней душевой кабинки емкость с водой — металлическую бочку (или полиэтиленовую емкость), окрашенную в темный цвет. С одной стороны в нее проводят шланг с холодной водой, с другой — шланг, из которого будет поступать уже нагретая солнцем вода.

Однако у такого водонагревателя есть один существенный недостаток: в прохладные дни, когда солнце скрыто за тучами и выходит на короткие промежутки времени, вода в бочке нагревается только до температуры воздуха или чуть выше, для нагрева нужен целый день, при этом теплой воды может хватить только на одного члена семьи.

Чтобы обеспечить хороший нагрев воды в баке не только в теплую и ясную погоду, потребуется водонагреватель, который будет собирать солнечное тепло и передавать его воде в баке.

Для обеспечения такой возможности требуется принудительная циркуляция воды в системе, а для этого необходим теплообменник.

Змеевик

Как показывает практика, самый простой способ нагреть воду в летнем душе, – это установить змеевик или U-образное колено, выполненное из медной или алюминиевой тонкостенной трубки. Такой теплообменник можно класть плашмя с небольшим наклоном.

Горячая сторона должна быть приподнята относительно холодной на величину внутреннего диаметра трубки.

При отсутствии наклона возникнет внутренняя конвекция. Также возможен разрыв даже при небольшом притоке энергии.

Для душевой кабины с нагревом воды можно использовать теплообменник в виде герметичной емкости. Принцип «термосифонности» обеспечивается благодаря расположению отводящего патрубка значительно выше холодного. В этом случае нужна очень хорошая герметизация, чтобы снизить риск даже незначительной течи.

Солнечная печь

Такая конструкция может обеспечить нагрев воды не только в пасмурную погоду, но также весной и осенью. Для изготовления печи потребуется любой фольгированный материал. Отражатель должен быть именно металлическим, обычное зеркало для этой цели не подойдет, так как не будет отражать весь спектр солнечного излучения.

Можно соорудить печь посложнее, с использованием рефлектора (отражателя), который набирают из кусков оцинковки на силиконе.

Части отражателя устанавливают поочередно и регулируют таким образом, чтобы отраженное световое пятно «легло» на дно нагреваемого бака. После того как рефлектор будет установлен, его на время прикрывают. Теплообменник для печи требуется компактный.

Солнечные панели

Они представляют собой зачерненные изнутри застекленные плоские ящики, в которых создается парниковый эффект. Конструкция солнечных панелей простая. Внутри застекленного ящика находится змеевик.

Такая панель позволит нагреть 50-100 л воды до температуры от 15 до 40 °C за 2-4 ч.

Солнечный коллектор

Более эффективным типом солнечного водонагревателя является солнечный коллектор, состоящий из нескольких блоков (в зависимости от требующегося количества горячей воды) и соединенный с накопителем нагретой воды и аванкамерой. Коллектор в данном водонагревателе представляет собой радиатор из окрашенных в черный цвет труб, который помещают в деревянный короб со стеклянной крышкой. Дно короба закрывают окрашенным изнутри в черный цвет металлическим листом.

Для того чтобы увеличить поглощающую способность металла, черная краска должна быть матовой, без блеска.

Система горячего водоснабжения на основе солнечного радиатора:

• Поплавковый клапан аванкамеры
• Дренажная труба аванкамеры
• Дренажная труба накопителя
• Теплоизоляционный короб накопителя
• Труба ввода холодной воды
• Труба подвода холодной воды к смесителям
• Труба подвода горячей воды к смесителям
• Труба подвода горячей воды к накопителю
• Вентиль для залива системы
• Сливной вентиль
• Солнечные коллекторы
• Трубопровод для подвода холодной воды к аванкамере
• Труба подпитки накопителя
• Горячая труба солнечного коллектора
• Аванкамера

Радиатор выполняют из труб с полудюймовым сечением, для подвода холодной и отвода горячей воды используют стандартные трубы в 3/4 дюйма. Все трубы меньшего диаметра соединяют при помощи муфт, тройников, уголков в радиаторную решетку, которую затем закрепляют в коробе стальными хомутами.

Короб для радиатора делают из трехмиллиметровых досок, так как дерево отличается хорошими теплоизолирующими свойствами. Для повышения теплоизоляции на его дно под металлический лист дополнительно прокладывают лист пенополистирола либо другого теплоизолирующего материала. Снаружи короб для понижения потери тепла за счет теплоизлучения покрывают серебряной краской, а швы, соединяющие стекло с крышкой короба, после закрепления радиатора тщательно промазывают герметиком.

В качестве накопителя для нагретой воды выбирают емкость от 100 до 300 л в зависимости от ежедневной потребности в теплой воде. Если нет емкости подходящего объема, можно соединить в единую систему несколько бочек меньшего объема. К тому же распределение веса в нескольких бочках поможет решить проблему размещения накопителя на крыше, так как в этом случае давление массы воды на перекрытия можно более эффективно перераспределить по всей поверхности.

Во избежание потери тепла в накопителях их также тщательно теплоизолируют специальными материалами и покрывают изнутри и снаружи серебряной краской. Однако для максимально эффективного сохранения тепла лучше изготовить своего рода термос для накопителя в виде дощатого ящика с двойными стенками, между которыми проложен слой теплоизолирующего материала — пенопласта, опилок и т.п.

Аванкамера, которую выполняют из любого подходящего сосуда емкостью в 30-40 л, играет роль расширителя и служит для создания в системе горячего водопровода постоянного давления. Для автоматизации подачи холодной воды в систему в аванкамере устанавливают подпитывающее устройство на основе поплавкового клапана, который можно купить в любом сантехническом отделе. По мере расходования нагретой воды уровень жидкости в аванкамере падает, клапан открывается, и новая порция воды поступает в систему.

Устанавливать такой солнечный водонагреватель начинают с размещения на потолке системы накопителя и аванкамеры. При этом уровень воды в ней должен быть всегда на 1 м выше уровня воды в накопителях.

Остальную часть концентрирующего коллектора формируют следующим образом: из напорного бака в коллектор подают холодную воду. На втором конце коллектора монтируют клапанный термостат, который открывает выходную трубу, когда вода достигает определенной температуры. Когда горячая вода полностью сольется в термос, ее место занимает новая порция холодной воды, из-за понижения температуры клапан-термостат снова закрывается, и вода нагревается в коллекторе до заданной температуры.

Позади зеркальной стены ящика (или в любом другом месте, где будет удобно) устанавливают два бака-термоса, которые со всех сторон закрывают специальным теплоизоляционным материалом, точно так же укрывают и ведущие к ним трубы с горячей водой. Коллектор размещают перед параболическим зеркалом в фокусе отражающихся солнечных лучей (так можно в несколько раз увеличить количество солнечной энергии, попадающей на трубу и преобразующейся в тепловую энергию, греющую воду). Так как солнце не стоит на месте, а постепенно переходит с востока на запад, то водонагреватель придется вручную передвигать вслед за солнцем либо делать более плоскую параболу, но и в этом случае раз в день установку придется передвигать. Самым эффективным решением данной проблемы станет установка автоматического устройства, которое всегда будет ориентировать зеркало точно на солнце.

Концентрирующий солнечный коллектор

Принцип концентрирующего солнечного водонагревателя заключается в том, чтобы за минимальный промежуток времени нагревать ограниченное количество воды (в среднем 2-3 л), которая затем поступает в специальный термос, из него она и будет расходоваться. Обратного соединения термоса с радиатором, в отличие от обычного солнечного водонагревателя, не предусмотрено.

В целом радиатор можно делать таким же, как и предыдущий солнечный водонагреватель, но при уменьшении площади нагреваемого элемента будет увеличиваться скорость нагрева воды. Поэтому здесь каждый хозяин должен подобрать оптимальный вариант общего объема одномоментно нагреваемой воды, учитывая тот факт, что радиатор в40л будет нагреваться 1 час, тогда как радиатор в 3 л — 5-6 мин. Поэтому в качестве коллектора можно использовать обычный отрезок плоской трубы с поставленными с двух сторон заглушками, к которой подведены две трубы для ввода холодной воды и вывода нагревшейся.

Для максимальной концентрации солнечной энергии в месте крепления радиатора используют параболическое зеркало, которое также изготавливают из обычных материалов своими руками. Для этого потребуются только тонкая фанера и пищевая фольга, которая используется в быту для запекания продуктов. Полученное зеркало монтируют в дощатый корпус. Для того чтобы рассчитать параболу, по которой должно быть изогнуто зеркало, на листе фанеры для дна ящика под прямым углом друг к другу проводят две прямые. По вертикальной и горизонтальной прямой откладывают равное количество делений, но по горизонтали расстояние между ними должно быть ровно в 2 раза больше, чем по вертикали. Затем первую горизонтальную точку соединяют с последней вертикальной, вторую горизонтальную — со второй точкой от верха и так далее до последних соединенных между собой точек, после чего все точки соединяют плавной кривой. В результате получается парабола, по которой и будет изгибаться зеркало.

Радиатор всегда размещают с южной стороны крыши под углом в 40-45°, он становится частью естественного кровельного покрытия дачи или одной из ее пристроек.

Для монтажа подводной системы от крана с холодной водой до аванкамеры и для вывода нагревшейся воды используют трубы в 3/4 дюйма. Остальную систему оснащают дюймовыми трубами.

Для снижения возможных потерь тепла трубы, по которым циркулирует нагретая вода, тщательно теплоизолируют специальными материалами, после чего поверх полученной теплоизоляции дополнительно наносят слой серебряной краски. Систему заполняют водой, затем в аванкамере можно вручную отрегулировать требующийся уровень воды. Для этого достаточно отогнуть или, напротив, сильнее согнуть держатель с поплавком. После того как радиатор заполнился водой, он начинает нагреваться. За счет застекленной поверхности и поглощающего солнечные лучи черного цвета радиатор нагревается даже в пасмурную погоду, но медленнее, чем в ясный солнечный день. Нагретая тепловой энергией вода поступает по трубам вверх, в накопительную систему. По закону физики теплая вода вытесняет холодную, и та, в свою очередь, поступает в радиатор, где нагревается.

Получается замкнутая система с циркулирующей водой, которая продолжит свое движение до тех пор, пока температура во всем водопроводе не станет одинаковой. После поступления холодной воды она почти целиком попадает в нижнюю часть накопительной системы, а теплая вода продолжает оставаться в верхней части, поэтому смешивания и разбавления воды почти не происходит.

Для того чтобы в ночное время вода в накопителе не остывала, горячий водопровод оснащают закрывающим краном и каждый вечер перекрывают ток воды из накопителя в радиаторы. От накопителя делают обычную разводку горячей воды в доме, при этом и в кухне, и в душевой желательно поставить смесители, так как нагретая солнечной энергией вода по своей температуре в солнечные дни мало чем отличается от нагретой газом или электричеством.

Однако и у этой системы есть недостаток: для прогрева такого количества воды потребует не один час. Если же вода нужна не столько для принятия душа, сколько для бытовых нужд (мытья посуды, рук, пола и т. д.), то лучше использовать другую систему горячего водоснабжения — концентрирующий солнечный коллектор, который позволяет получить нагретую воду буквально за 30 мин. Еще одно достоинство такого водонагревателя заключается в том, что небольшое количество горячей воды будет получено даже при переменной погоде.

Гелиоустановка

Позволяет максимально эффективно использовать тепло солнца для подогрева воды в душевом баке.

Сначала для летнего душа своими руками изготавливается солнечный коллектор – нагревательную панель собирают из медных труб для системы отопления, которые можно приобрести в любом магазине сантехники. Они отличаются высокой устойчивостью к коррозии и простотой сборки. Кроме того, в таких трубах практически не бывает скачков проходного сечения.

Трубы гидравлических коллекторов холодной и горячей воды изготавливаются из отрезков трубы диаметром 18 мм и тройников. Диаметр нагревательных трубок — 15 мм. Для подключения к системе используются переходы на резьбу s дюйма. На два других конца ставятся заглушки. К нагревательным трубкам припаивают стальной лист толщиной 0,8 мм.

Для изготовления одного солнечного коллектора требуется 20 тройников, 5 м трубы диаметром 15 мм, 1,5 м трубы диаметром 18 мм, две заглушки и две переходные муфты. Кроме того, необходим роликовый труборез, припой с флюсом и самая простая, дешевая газовая горелка. Все это также можно приобрести в магазине сантехники.

Изготовление нагревательной панели начинают с нарезки необходимого количества трубок. Затем в два тройника впаивают первую нагревательную трубку и промежуточные трубки. На промежуточные трубки надевают два следующих тройника со вставленной, но не припаянной нагревательной трубкой. Затем все соединения припаивают. В конце припаивают заглушки и переходные муфты.

Нагревательную панель рекомендуется собирать на ровной поверхности. Присоединив очередную пару тройников, всю конструкцию укладывают на плоскость и выравнивают, а лишь затем припаивают вставленные детали. Во время сборки конструкцию желательно никуда не перемещать и паять ее прямо на плоской поверхности, на которой проводится сборка.

Для того чтобы спаять детали, на конец трубы тонким слоем наносят «поясок» флюс-припоя шириной 10-15 мм, трубу вставляют в тройник или муфту и место спая прогревают горелкой, пока припой не расплавится. Потом к нагревательным трубкам припаивают металлический лист. Это самый ответственный и сложный этап работы. Необходимо запастись достаточным количеством припоя. На теплообменник накладывают лист и размечают на нем места, где проходят нагревательные трубки. Эти участки следует облудить. Чтобы паять было удобнее, конструкцию ставят под углом и одновременно работают мощным паяльником на 90 ватт и газовой горелкой. Перед пайкой лист прижимают к трубкам с помощью нескольких струбцин, которые переставляют по мере необходимости. Можно поступить по-другому: просверлить в листе отверстия диаметром 1-1,5 мм, продеть в них проволоку и притянуть лист к трубкам.

Трубки припаивают по всей длине с обеих сторон. Экономить на припое не следует.

После завершения пайки конструкцию проверяют на наличие протечек: ставят заглушку на один выход, а второй подключают к водопроводу и подают воду. Если пайка проведена качественно, вода капать не будет.

Готовую нагревательную панель для душа с горячей водой на даче покрывают двумя слоями черной матовой термостойкой краски.

Тройник 3/4 дюйма и угловой переходник диаметром 20 мм устанавливают в последнюю очередь.

Готовую панель помещают в деревянный ящик, который собирают в шип из четырех досок толщиной 25 мм. Перед сборкой вдоль длинных сторон досок с обеих сторон с помощью рубанка делают паз глубиной 6 мм и шириной 6-8 мм. Для повышения прочности ящика на одном уровне с нижним краем пазов в углы ящика вклеивают деревянные бруски размером 30 X 30 мм. Два бруска той же ширины и длиной 300-400 мм приклеивают по центру ящика изнутри вдоль длинной стороны доски, там, где будет установлена задняя крышка. Эти бруски предназначены для крепления задней крышки ящика, которая изготавливается из куска фанеры толщиной 6 мм.

Для прохода входного и выходного патрубков в ящике вырезают пазы. Нагревательную панель предварительно закрепляют так, как она должна располагаться, а потом по месту вырезают пазы.

Ящик склеивают качественным водостойким клеем, например, «жидкими гвоздями». Затем его пропитывают водоотталкивающим составом и дважды окрашивают синтетической эмалью.

После завершения подготовительной работы переходят к сборке коллектора. Ее проводят в следующем порядке. Сначала на задней крышке ящика шурупами крепят четыре деревянных проставки толщиной 50 мм. Проставка при этом не должна попасть под нагревательную трубку. После этого на крышку укладывают слой стекловаты, оставляя припуски по 90—100 мм. Напротив проставок стекловату раздвигают. Далее на проставки устанавливают нагревательную панель и привинчивают ее к ним шурупами. Заднюю крышку вставляют к ящик и крепят ее шурупами к брускам. Стекловату расправляют вдоль стенок ящика и фиксируют в нескольких местах тонкими гвоздями с широкими шайбами. На силиконовый герметик к ящику крепят защитное стекло. Места прохода патрубков закрывают строительной пеной.

Когда солнечный коллектор готов, переходят к сборке гелиоустановки.

В качестве бака-накопителя используют алюминиевую или стальную бочку емкостью 0,3-0,5 м2, которую окрашивают изнутри водостойкой краской. В принципе, допустимо использовать и полиэтиленовую емкость, однако она недолговечна. Независимо от материала, бак должен быть узким и высоким.

Для теплоизоляции бак оборачивают двумя слоями минеральной ваты толщиной 50 мм. Поверх нее укладывают два слоя гидроизоляционной ткани, которую закрепляют тонкой вязальной проволокой. Сверху укладывают кусок рубероида диаметром, несколько превышающим диаметр бочки, чтобы получилась «юбочка». Рубероид тоже закрепляют вязальной проволокой.

Штуцера в баке должны быть изготовлены из оцинкованных стонов длиной 100-150 мм. Солнечный коллектор подключают стонами на 3/2 дюйма, а штуцера подачи питающей воды — на 3/4 дюйма.

В баке сверлят отверстия, которые затем расширяют до необходимого диаметра с помощью напильника.

В качестве автоматического клапана питающей воды используют поплавковый клапан от сливного бачка унитаза. Желательно выбрать качественный: он должен быть надежным и при открывании пропускать воду только через выходное отверстие. На выходном клапане имеется пластиковая трубка, которая достает до дна бака. При отборе воды холодная опускается на дно резервуара, а горячая поднимается наверх.

Выходной патрубок изготавливают из куска оцинкованной трубы длиной 150 мм. На одном из ее концов должна быть резьба 3/4 дюйма. Трубу уплотняют в днище бака так же, как штуцеры. На оставшийся конец резьбы накручивают стандартный шаровой клапан, желательно с длинной ручкой. В клапан вворачивают лейку.

Если между выпускным патрубком и клапаном установить тройник и гибким шлангом присоединить к дополнительному штуцеру в днище бака, получится подобие смесителя. Солнечный коллектор устанавливают под углом 45° и направляют точно на юг.

Каталитический водонагреватель

Солнечный водонагреватель, какой бы вариант вы ни выбрали, остается достаточно сложным сооружением, которое под силу сделать далеко не каждому, а горячая вода нужна всем. На первом этапе, когда потребности в горячей воде достаточно скромные, а электроэнергия еще не подведена, может выручить каталитический нагреватель, в котором вода нагревается за счет тепла, выделяющегося при прении скошенной травы. А так как при освоении участка приходится бороться с большим количеством сорняков, они могут дать необходимое тепло.

Для организации такого водонагревателя собранные сорняки или скошенную обычной газонокосилкой траву складывают в кучу. Если трава влажная, то просто накрывают полиэтиленовой пленкой, если сухая, то дополнительно поливают водой, после чего накрывают пленкой и оставляют примерно на сутки. На следующий день температура внутри кучи достигает 45-50 °C, и, положив в кучу полиэтиленовые бутылки, через полчаса можно получить горячую воду. Полиэтиленовые бутылки можно заменить канистрой на 10—20 л воды, в которую с одной стороны врезают шланг с холодной водой, а с другой стороны — шланг для горячей. Через 2 недели, когда вся трава перепреет, куча начинает остывать, после чего ее разбирают и делают новую из свежей травы.

Водонагреватель из камеры автомобильной шины

Еще один простой водонагреватель для летнего душа можно соорудить из камеры автомобильной шины. Для этого вовсе не обязательно покупать новую камеру, подойдет и старая, дырявая шина. Ее можно починить с помощью универсального клея «Момент», наклеив на прореху заплатку.

В подготовленную камеру врезают два штуцера. Один подводящий, другой — для подсоединения душевой головки с краном. Штуцер — это деталь трубопровода или соединительного узла. Он представляет собой втулку, т. е. имеет осевое отверстие для сопрягаемой детали. На одном из концов штуцера есть внутренняя или наружная резьба для крепления. Форма другого конца штуцера зависит от способа крепления к другим деталям.

Конечно, камера автомобильной шины вмещает не слишком много воды. Поэтому на крышу душевой, как правило, кладут 2-3 камеры. Вокруг камер сооружают «парник»: каркас, обтянутый полиэтиленовой пленкой.

Такой обогреватель рекомендуется устанавливать на крыше душевой с южной стороны.

Электрический водонагреватель

Если у вас на участке уже проведено электричество, то самым простым и эффективным решением проблемы горячего водоснабжения станет установка водонагревателя. Электрические водонагреватели бывают двух типов — проточные и накопительные. В проточных нагревателях вода нагревается сразу, как в газовой колонке, в накопительных для нагревания воды требуется определенное время.

У последних есть одно несомненное преимущество: можно выставить термостат на определенную температуру, и водонагреватель без вашего участия будет постоянно поддерживать воду определенной температуры в своем резервуаре. По мере расходования теплой воды холодная будет доливаться во внутренний резервуар, а термостат включит подогрев. Как только вода нагреется до нужной температуры, тот же термостат выключит нагревательный элемент, и вода будет оставаться горячей уже за счет герметичности внутреннего резервуара.

Тип и емкость нагревателя подбираются в зависимости от конкретных нужд семьи. Современная промышленность предлагает и небольшие водонагреватели на 10 л, и солидные титаны на 50 л горячей воды.