Водоносные слои при бурении скважин на воду: виды, карта и способы определения

Как найти водоносный слой: способы определения расположения и глубины залегания для бурения скважины

Осадочная горная порода, состоящая из нескольких подземных слоев с различной степенью водопроницаемости, называется водоносным горизонтом. Полости и трещины пластов заполнены грунтовыми водами. Водоносный слой чаще состоит из песчаника и известняка, т.к. данные породы обладают проницаемостью и пористостью, способны накапливать и пропускать воду.

Водоносные слои грунта.

1. Как определить водоносный слой
2. Глиняная посуда для определения водоносного слоя
3. Растения как показатель водоносного слоя
4. Природные явления
5. Рамки как популярный метод поиска воды

Как определить водоносный слой

Вода циркулирует по водоносу, формируя русло, которое ограничено слоями толщиной от 5 см до нескольких метров (2 водоупорных пласта либо 1 слой и зона аэрации с другой стороны).

Водоносные горизонты находятся на различных глубинах, что учитывается при бурении скважины:

1. Расположенные ближе к поверхности (в пределах 3 или 5 м) первые водные слои называются верховодками. Они чаще пополняются дождями и талым снегом, используются в качестве источников технической воды из-за высокой степени загрязнения. Эти слои нестабильны, т.к. вода может уходить вниз.
2. Грунтовые воды на глубине от 10 до 20 м являются пригодными для питья, т.к. частично фильтруются при прохождении через почву. Данные водоносы более стабильны, т.к. не зависят от погодных условий.
3. При глубине залегания от 25 до 50 м вода характеризуется высоким качеством. Здесь обустраиваются питьевые источники.

Для добычи воды используется скважина, в которую погружается насос. Перед забиванием необходимо правильно определить местонахождение пласта. Рекомендуется осмотреть скважины и колодцы, расположенные поблизости, замерить их глубину. Поможет также сбор информации о качестве и объеме добываемой воды в интересующей местности. Можно провести анализ аэрографических снимков. На наличие водоносного горизонта может указывать наличие низин, пологих понижений или резких перепадов.

Иногда для поиска воды используют шнековое бурение.

Часто используется метод электрического сопротивления: устанавливается специальное оборудование, собирающее сведения об удельном сопротивлении почвенных слоев. На основе полученной информации проводится анализ. Методика является эффективной, но близкое расположение инженерных или железнодорожных коммуникаций, трубопровода способно исказить результаты.

Достоверным способом обнаружения водоноса является шнековое бурение, проводящееся с учетом гидрогеологического справочника. Способ является дорогостоящим, однако дает возможность удостовериться в наличии или отсутствии воды. Еще одним преимуществом является возможность отправки пробы воды в лабораторию для определения качественного состава.

При самостоятельном определении близости грунтовых вод эксперты рекомендуют обращать внимание на следующее:

1. В породах плотной кристаллической структуры часто расположены разветвленные системы водоносного пласта.
2. Сложнее обнаружить горизонт в складчатых структурах, он может располагаться в низине или на вершине.
3. Хорошим участком для бурения скважины станет место чуть выше родников и ключей. Можно отследить местонахождение водопоя животных.
4. Для бурения лучше выбирать участки прямоугольной формы гидрографической сети с разломами пород.
5. Большое количество воды отмечается в водоносах, содержащих гальку и песок.
6. Пласты из глины, ила, кварца, известняка менее продуктивны, требуют наличия широкой скважины. Следует выбирать места с разломами, где выветрились части породы.

Новую скважину следует бурить подальше от существующих колодцев.

Глиняная посуда для определения водоносного слоя

Для обнаружения места расположения водоносного пласта используется глиняная посуда, предварительно просушенная. В сухую погоду ее оставляют на ночь на участке в перевернутом виде. Если снизу в почве расположен водонос, то к утру на внутренней поверхности глиняной емкости появится влага.

Можно использовать усовершенствованный метод:

1. В посуду засыпать просушенный в духовке силикагель. Рекомендуется использовать глиняный горшок.
2. Ёмкость накрывают тканым материалом и взвешивают, фиксируя показатель.
3. Горшок закапывают на глубину 1,5 или 2 м. Выдерживают сутки.
4. По истечении 24 часов емкость аккуратно откапывают и взвешивают.
5. На наличие поблизости грунтовых вод будет указывать увеличение массы горшка.

Закапывая несколько емкостей в разных местах и на различной глубине, можно определить максимальную близость к водоносному пласту.

В качестве наполнителя вместо силикагеля можно использовать толченые глиняные черепки, керамический кирпич или измельченную глину (после обжига).

Растения как показатель водоносного слоя

Данный метод используется только на неосвоенных участках, где присутствуют дикорастущие растения. Особенности их расположения вблизи грунтовых вод обусловлены длиной и типом корневищ.

Черный тополь растет на местах залегания вод до 5 метров.

Глубину залегания можно определить по следующим культурам:

1. В пределах 1 м — багульник болотный, береза пушистая и рогоза.
2. От 1 до 3 м — пырейник, камыш песчаный и крушина.
3. До 5 м — ежевика, сарсазан, малина, лох, ежевика, тростник, ель и тополь черный.
4. В пределах 7 или 8 м — сосна, дуб черешчатый, полынь метельчатая, черемуха, вереск и чий блестящий.
5. От 3 до 10 м — можжевельник, василек, орешник, солодка голая, бук, толокнянка и полынь песчаная.
6. До 15 м — люцерна желтая.

В случае с деревьями следует обращать внимание не на массивы, а на единичные растения. Иногда в местах расположения водоносного слоя деревья растут небольшими группами. В случае с травами имеет значение наличие не единичных растений, а полян на участке.

На однолетние растения и папоротники ориентироваться не следует.

Природные явления

Помогут определить местонахождение водоносного слоя природные явления. Следует обращать внимание на следующее:

1. При залегании грунтовых вод почва характеризуется повышенной влажностью.
2. На участке образуется большое количество росы в утреннее время. Характерно наличие тумана по утрам.
3. При повышении температуры воздуха под воздействием солнца на участке наблюдается обильное испарение.
4. Над водоносным пластом трава растет гуще, имеет более яркий оттенок, отличается свежестью.
5. Надежным показателем наличия воды является скопление муравейников.
6. Полевые мыши не обустраивают норы во влажной почве, вблизи источников воды.
7. Куры выбирают сухие места для откладывания яиц, гуси — участки с высокой влажностью.
8. Мошкара — влаголюбивые насекомые. В жаркую погоду и при отсутствии осадков мошки роятся вблизи залегания водоноса.

Продуктивные водоносные слои часто расположены вблизи поверхностных вод. Удачным местом для бурения скважины станет участок в 15 или 20 м от русла реки. При этом периодичность его заполнения водой не имеет значения.

Гуси делают кладки во влажной почве.

Рамки как популярный метод поиска воды

Распространенным способом определения водоноса является использование биолокационных рамок. Метод основан на чувствительности используемого материала к биополям. Специальные рамки изготавливаются из лозы или металла. Между потенциальным источником воды и рамкой человек выступает в роли медиатора.

Металлические рамки рекомендуется изготавливать из алюминия, могут использоваться сталь и медь. Для этой цели подойдут электроды для сварки.

Алгоритм изготовления и использования алюминиевой рамы:

1. Тонкая проволока делится на 2 равные части. Рекомендуемая длина каждой — 42 см.
2. Каждый отрезок загибается до образования прямого угла. При этом место сгиба располагается не в центре проволоки, а таким образом, что оно делит ее в соотношении 1:3. Одна сторона отрезка проволоки при этом получается короче другой.
3. Более короткий участок выступает в роли ручки. Его помещают в конусообразный предмет, трубку (ее диаметр должен незначительно превышать сечение проволоки).
4. Держа в обеих руках рамки, медленно перемещаются по участку. При этом концы рамок должны быть повернуты в противоположных направлениях. Проволоки начинают вращаться и сходятся при обнаружении водоноса.

Для поиска воды часто используются рамки из ивовой лозы, этот метод называется лозоходством. Изготавливают рамки следующим образом:

1. Вырезается ветка, имеющая вилкообразное разветвление. Угол между ветками должен составлять примерно 150°.
2. На протяжении нескольких дней заготовка сушится.
3. В руки берется готовая рамка, при этом общий ствол веток должен быть направлен вверх.
4. При перемещении по участку нужно следить за стволом: чем больше он тянется вниз, тем вероятность близкой воды увеличивается.

Научного подтверждения данный способ не получил, однако при проведении экспериментов подтверждается его эффективность. Точность может достигать 80%.

Народные методы определения водоноса могут сэкономить средства, однако не позволяют получить точный результат. Самым надежным способом станет обращение к специалистам в области строения гидросооружений и гидрогеологии для проведения профессиональной разведки.

Методы определения глубины залегания водоносных слоёв

Чтобы обеспечить загородный дом или дачный участок водой при отсутствии вблизи водопроводных сетей, нужно выкопать колодец на своей территории или пробурить скважину. Их глубина будет зависеть от характера залегания водоносных слоёв и рельефа местности. Узнать глубину залегания водяной жилы, можно воспользоваться услугами профессионалов или найти её своими силами с помощью доступных средств.

Водоносный слой и его качество

Вода скапливается в подземных хранилищах благодаря состоящим из глины водоупорным пластам, не пропускающим влагу и защищающим водоносные слои от всевозможных загрязнений. Помогают накапливать и удерживать воду также слои песка, находящиеся между глиняными пластами.

Чтобы точно определить водоносный слой, лучше обратиться к специалистам

Во время поиска воды на участке можно обнаружить подземное озеро даже на глубине 3 метра. Но лучшая вода будет находиться на глубине примерно 15 м.

Перед бурением скважины важно определиться с качеством воды, которое требуется получить.

В зависимости от способа формирования подземные воды подразделяются на:

• Верховодку – находящиеся вблизи земной поверхности и наполняющиеся благодаря атмосферным осадкам. Характеризуется низким качеством из-за грязи, смытой с поверхности, поэтому чаще всего её используют для технических целей.
• Грунтовые воды – собирающиеся в первом постоянном водоносном горизонте, глубина залегания которого начинается от 1,5 м, а состав зависит от частоты и количества осадков, близости водоёма и состояния поверхностных грунтов. Чаще всего из-за вредных примесей для питья она не пригодна.
• Межпластовые воды – собираются между двумя водонепроницаемыми слоями, образовавшими ложе и кровлю подземного озера на глубине не менее 15 м. Эту воду можно использовать для питья, хотя часто она отличается повышенной жесткостью.
• Артезианские воды – находятся на глубине 100 м и более, являются экологически самым чистым источником водозабора, так как очищаются от всех видов загрязнений, проходя через слои глины, песка и гравия. Артезианская вода часто сильно минерализована, а её состав и вкус обусловлен наличием растворённых в ней минералов.

Величина глубины залегания водоносных жил зависит во многом от рельефа поверхности. На равнинах глубина одна, а в низменной местности – абсолютно другая. К тому же водоносные слои не контактируют никогда с грунтом.

Способы найти воду на участке

Начинать возведение колодца или скважины необходимо только после того, как определено расположение водоносных слоёв. Для этого необходимо провести предварительное исследование участка.

Способы поиска водоносных слоёв:

• В первую очередь необходимо поинтересоваться залеганием водоносного слоя на соседних участках. Это даст ориентировочную глубину скважины и сезонное колебание уровня воды.
• Если есть возможность, лучше воспользоваться картографическими данными местности с указанием глубины залегания вод.
• Барометрическое исследование. Если рядом с участком находится природный водоём, тогда глубину залегания воды можно определить по показаниям барометра, подставляя их в несложную формулу. Но таким образом можно определить место под неглубокую скважину или для колодца, а найти артезианскую воду не получится.
• Народные методы. Определить неглубокое залегание воды можно с помощью силикагеля, помещенного в керамический неглазурованный кувшин, обвязанный тканью и закопанный в грунт на 1м на сутки. Если силикагель увеличился в объёме – вода есть.
• Наблюдение за природой. На близость грунтовых вод указывают обильная роса утром, столбы насекомых вечером, сочная растительность и наличие мха. Кроме этого, ряд растений, например, рогоз, песчаный камыш, тростник, тополь черный, полынь, солодка и люцерна, указывают на конкретную глубину запасов воды.
• Поиск воды с помощью биолокации. Это старинный и довольно распространённый метод определения места для бурения скважины или колодца. В месте прохождения водоносной жилы алюминиевые рамки начинают двигаться и пересекаются.

Для определения водоносного слоя часто применяется специальное оборудование

Эти способы поиска воды достаточно приблизительны и могут просто указать на целесообразность разведывательных работ. Абсолютно точно вид и характеристику водоносного слоя можно определить только бурением.

Абсолютная отметка устья скважины

Законодательство России классифицирует колодцы и скважины для собственных нужд, которые не подлежат постановке на государственный баланс, если находятся на глубине не более 5 м. К ним относятся скважины и колодцы, потребляющие воду из слоя «верховодка» и «на песке», так как они не требуют выполнения взрывных работ.

Чтобы получить лицензию на законное пользование недрами, и в том числе водными ресурсами, необходимо указывать такой показатель, как абсолютная отметка устья скважины. Это координата в трёхмерном пространстве, указывающая широту, долготу и высоту над уровнем моря края обсадной трубы скважины, выступающей из земли.

Лицензия является разрешением для поиска питьевой воды и бурения, которое необходимо зарегистрировать в федеральном департаменте по недропользованию.

Лицензию на пользование недрами необходимо оформить частным лицам для того, чтобы:

• Не возникло впоследствии вопросов о нарушениях от Госкомприроды;
• Проводить геологоразведочные исследования стало возможным;
• Осуществлялась беспрепятственная эксплуатация водозабора в рамках этого документа.

Для получения лицензии необходимо подготовить ещё ряд важных документов и сдать в федеральный департамент, получить там же лицензию и только после этого можно начинать поиски питьевой воды способом бурения.

Методы измерения уровня грунтовых вод

Для определения уровня чистых грунтовых вод нужно с помощью бура или металлической трубы диаметром 70 мм сделать скважину.

Перед определением водоносного слоя воды рекомендуется посмотреть обучающее видео

Процесс определения уровня воды выполняется таким образом:

• Выкапывается лопатой или бурится скважина, которая должна быть глубже уровня водоносного слоя почвы;
• Располагать скважину нужно посередине планируемого места постройки на участке;
• В процессе бурения через каждые 50 см проверять грунт;
• Когда окончено бурение, нужно взять длинную верёвку и к её концу привязать груз;
• Постепенно конструкция опускается в скважину, при этом через каждый метр к верёвке нужно привязывать метки в виде кусочков бумаги;
• В местах, где верёвка с бумажной меткой останется сухой, будет располагаться верхний порог грунтовых вод.

Этот метод позволяет самостоятельно узнать и замерить глубину скважины. Разведывательное бурение – хлопотный и дорогой способ, но и самый эффективный. Когда обнаружилась вода, нужно обратить внимание на вид примесей в первой водоносной жиле. Если присутствует глина, нужно бурить дальше до слоя песка. Прежде чем пить воду, пробу нужно обязательно отправить в санэпидемстанцию на анализ.

Работы по поиску воды на участке, рытью колодца или бурению скважины – очень сложное, длительное и трудоёмкое дело, но его нужно выполнить, так как без полива ничего расти не будет. Даже обыкновенный колодец может обеспечить хозяев чистой питьевой водой на протяжении десятков лет и сделает пребывание на даче очень приятным и комфортным.

Как найти воду для скважины: обзор эффективных методов поиска водоносного слоя

Бурение скважины на загородном участке обеспечит его владельцев водой, требующейся для личных целей и полива. Собственный источник позволит соорудить независимый водопровод. Однако бывают случаи, когда проходка выработки не дает результатов. Как избежать подобных «промашек»? Ведь буровикам придется платить, даже в случае, если воды не будет.

Мы расскажем вам в мельчайших деталях, как найти воду для скважины. Познакомим со всеми возможными методами поиска этого полезного ископаемого. Представим технологии, применяемые в промышленных масштабах, и народные способы определения наличия подземной воды.

Для досконального изучения темы мы собрали и систематизировали заслуживающую внимания информацию, имеющуюся в сети. Представленные к рассмотрению сведения дополнены фото, графическими иллюстрациями и видео-обзорами.

Простейшая классификация подземной воды

Прежде чем приступать к поискам воды под скважину следует зафиксировать наличие таковых подземных ресурсов и определить, какая глубина залегания на выбранном участке водоносного горизонта.

В зависимости от расположения и глубины залегания подземные воды делятся три типа:

• Верховодка – залегает в пределах 2-5 метров от поверхности. Она образуется в результате ифильтрации атмосферных осадков. В связи с неглубоким залеганием этот тип вод может колебаться: то повышаться после выпадения осадков, то понижаться в засушливый период.
• Грунтовые воды – водоносные горизонты в осадочных породах, залегающие примерно в районе 8-40 метров от поверхности. Сверху они защищены несколькими слоями пород, потому не зависят от смены сезонов года. Иногда они в понижениях рельефа они самостоятельно пробиваются родниками, поставляющими вкусную чистую воду.
• Артезианские воды – чаще всего залегают на глубине свыше 40 метров. Распространены они по трещинам в скальном известняке. Вода характеризуется наличием минеральных солей и отсутствием глинистой взвеси. Дебит артезианских скважин довольно стабилен.

Ключевое значение имеют качественные и количественные параметры водоносного слоя.

При поиске воды для разработки скважины можно пользоваться разными методами, как с применением подручных средств, так и с задействованием современной техники. Но чаще всего гидрогеологи применяют в поисках водоносного горизонта и определения его глубины метод предварительной разведки.

Предварительная разведка месторождения

Вычислить водоносный горизонт проще всего на основании инженерно-геологического исследования. Прояснить картину поможет геологический разрез, отображающий особенности строения и демонстрирующий последовательность напластовывания пород над месторождением.

На стадии проведения предварительной разведки решаются сразу две задачи:

1. Изучаются гидрогеологические условия участка.
2. Проводится качественная и количественная оценка используемого источника.

Услуги такого рода исследований оказывают организации, занимающиеся инженерной геологией и гидрогеологией, специализирующиеся на бурении скважин.

На самых перспективных для устройства водозабора участках, выявленных в результате предварительной разведки, в последующем изучают инженерно-геологические особенности: просадочность земли, вероятность оползней, категории буримости вскрываемой горной породы, характер ее устойчивости в скважине…

Как метод работы может применяться крупномасштабная гидрогеологическая съемка. В ходе проведения детальной съемки картируются водоносные горизонты, а также выявляется состав и запас подземных вод. На основании данных можно определиться с целесообразностью бурения скважины на участке, заодно узнать, на какой глубине будет вода.

Для хорошо изученных районов, где уже есть опыт эксплуатации подземных источников, оценка запаса воды может осуществляться на основании степени достоверности категории С₂. Перспективные запасы этой категории рассчитываются на основании геологических и геофизических данных разведанных месторождений, условия залегания которых аналогичны.

Метод электрического зондирования

Для выявления перспективных на воду участков чаще всего применяют метод электрического зондирования. Он осуществляется путем вертикального зондирования грунта. Удельное электрическое сопротивление пород и подземных водоносных горизонтов различаются.

Так, насыщенные водой грунты имеют более низкое электрическое сопротивление, нежели минеральный скелет маловлажных пород.

Единственным недостатком этого метода является то, что всегда есть вероятность погрешности расчетов при условии присутствия в грунте залежей железной руды или близкого расположения металлических ограждений и железнодорожных сетей.

Технология сейсмической разведки

Методика сейсморазведки базируется на измерении кинематики волн. С помощью приборов определяются места, где наблюдается повышенный сейсмический фон, пиковые значения которого достигают частот от 4 до 15 Гц.

Суть сейсморазведки заключается в том, что сначала измерения проводят на территории, расположенной в непосредственной близости от места поиска подземных вод, которая имеет сходный геологический разрез.

Направленные вниз генерируемые волны, достигнув породы, которая отличается от вышерасположенных пластов, подобно эху отражаются вверх. Затем в течение часа те же измерения проводят в районе поиска подземных вод.

Глубина отражающей границы рассчитывается исходя из полученных значений чувствительных приборов сейсмоприемников. О наличии артезианских вод судят по повышению в 5-10 раз уровня сейсмического фона в районе исследуемых участков.

При прохождении акустических волн через жидкости, имеющих большую плотность, происходит изменение в сторону высоких частот.

Бурение разведочных выработок

Этот метод позволяет максимально точно определить формирующие участок геологические породы. Но поскольку он предполагает большие финансовые затраты, его применяют только в ситуациях, когда планируется обустраивать крупный водозабор, рассчитанный на несколько домов.

Специалисты выделяют три метода разведочного бурения:

• Колонковый – применяется при бурении на большие глубины. Принцип действия построен на том, что вращающаяся колонковая труба, конец которой оснащен буровой коронкой, прорезает породу. А затем разрушенная порода под давлением поступаемого через колонну труб промывочного раствора или сжатого воздуха выталкивается на поверхность.
• Роторный – основан на передаче вращательного движения на буровую колонну через поверхностный ротор. Этот тип бурения сопровождается промывкой забоя от породы специальным раствором или обычной водой.
• Ударно-канатный – работает за счет разрушения пород под действием падающего бурового снаряда, конец которого закреплен на канате. Инструмент просто откалывает породу и измельчает грунт, а затем с помощью желонки извлекает его на поверхность.

Выбор метода бурения и бурового снаряда зависит от типа породы, глубины залегания пласта или линзы и финансовых возможностей заказчика. Но по скорости бурения и производительности в этом плане выигрывают вращательные способы.

Цена разведочной скважины определяется путем умножения стоимости одного погонного метра на глубину ствола. Итоговая сумма рассчитывается исходя из сложности проходки, диаметра ствола и необходимости использования обсадных труб.

Гидрогеологические данные, полученные по пробуренным скважинам, учитывают при составлении прогнозной оценки перспективной площади. Они помогают изучить изменение свойств водовмещающих пород в вертикальном разрезе.

Проходка скважины своими руками

Но бурение разведочных скважин – довольно дорогостоящий метод. Его могут позволить себе далеко не многие владельцы загородных участков. Как альтернатива, пробное бурение можно выполнить и самостоятельно, применив шнековый способ.

Этот метод аналогичен проделыванию отверстия в толще льда во время зимней рыбалки. Винтообразную конструкцию просто ввинчивают в землю. При извлечении на поверхность лопасти шнека забирают с собой измельченную породу.

Для проведения работ потребуется шнек с лопастями, снабженный буровой головкой. Приобрести такой винтовой инструмент можно в любом строительном магазине. В комплекте к нему идут наборные штанги, которые удобно использовать для наращивания конструкции по мере заглубления в почву.

Работу выполняют в такой последовательности:

1. На выбранном участке выкапывают направляющую яму глубиной в 60-80 см.
2. Шнек опускают в яму и начинают вращать, заглубляя буровую головку.
3. После того как винтовым стержнем пройдено 1-2 метра вглубь грунта, извлекают бур, удаляя разрыхленную землю. По мере продвижения винтообразной конструкции важно следить за вертикальностью положения скважины.
4. Когда шнек достигнет глубины, на которой работать инструментом уже неудобно, конструкцию наращивают буровой штангой. Одновременно с осуществлением бурения под действием центробежной силы происходит обсаживание стенок скважины.
5. Бурение выполняют до тех пор, пока винтовой стержень не достигнет водоносного горизонта.

Выработанный грунт транспортируется с помощью того же шнека, представляющего собой единый винтовой транспортер, на поверхность. При этом поднимаемый наружу грунт за счет силы трения укрепляет стенки ствола. Это позволяет снизить расходы при бурении пластичных грунтов, поскольку нет необходимости использовать обсадные трубы.

Но стоит учитывать, что шнековый способ эффективен только при поиске подземных вод, уровень залегания которых не превышает 50 метров, а породы относятся к пластичной и рыхлой категории.

Народные способы определения

Произвести своими силами разведку в поиске водоносного горизонта для бурения неглубокой выработки или скважины-иглы можно, даже если на прилегающих участках нет никаких ориентиров.

Ориентация по природным признакам

Признаками наличия в почве водоносной жилы могут стать:

• Наблюдение за поведением животных и насекомых. Столбы мошкары вьются в том месте, где есть источник воды, а рыжие муравьи, напротив, стараются поселиться от него подальше.
• Большое распространение в округе влаголюбивых растений.

Индикаторами близкого расположения подземных вод из травянистых растений выступают крапива, хвощ, осока, щавель, камыш. Древовидные растения со стержневым корнем такие, как черемуха, ива, береза, черный тополь, сарсазан укажут, что вода залегает на глубине до 7 метров.

Для почвы и подстилающих ее горных пород, под толщей которых проходит источник, характерна повышенная влажность. Она непременно будет испаряться, образуя поутру облака тумана; нужно лишь понаблюдать за местностью.

Обратите внимание также на рельеф. Замечено, что водоносы залегают практически горизонтально. Поэтому в районе впадин вероятность залегания воды всегда выше.

С помощью биолокационных рамок

Не утрачивает популярности и старинный метод, основанный на биолокационном эффекте, при котором человек реагирует на наличие в земле воды и других тел, создающих в ее толще неоднородности различных конфигураций и размеров.

При поиске воды для выбора места под водозаборную скважину на участке биолокационным способом указателем выступает проволочная рамка либо же древесная ветка с развилкой, находящаяся в руках человека-оператора. Она способна определить наличие водоносного пласта, невзирая даже на отделяющий от воды слой грунта.

Биолокационные рамки можно выполнить из калиброванной алюминиевой, стальной или медной проволоки диаметром в 2-5 мм. Для этого концы отрезков проволоки длиной в 40-50 см загибают под прямым углом, придавая им Г-образную форму. Длина чувствительного плеча будет составлять 30-35 см, а рукоятки 10-15 см.

Задача оператора – обеспечить свободное вращение «инструмента». Чтобы облегчить себе задачу, на загнутые концы проволоки надевают деревянные ручки.

Согнув руки под прямым углом и взяв инструмент за деревянные ручки, нужно слегка их наклонить от себя, чтобы проволочные стержни стали как бы продолжением рук.

Для достижения цели нужно сознательно настроиться и четко формулировать перед собой задачу. После этого нужно лишь медленно передвигаться по участку и наблюдать за вращением рамок.

В том месте участка, где скрыты подземные воды, стержни рамки скрестятся между собой. Оператор должен отметить эту точку и продолжить исследования, но уже двигаясь в перпендикулярном направлении относительно изначальной линии движения. В точке пересечения найденных отметок и будет располагаться искомый источник.

Считается, что лучшее время для поиска воды путем биолокации является лето или ранняя осень. Наиболее благоприятные периоды:

• с 5 до 6 утра;
• с 16 до 17 дня;
• с 20 до 21 вечера;
• с 24 до 1 часу ночи.

Г-образные рамки удобно использовать в полевых условиях, но при отсутствии ветра. Для работы с инструментом нужен опыт и сноровка. Ведь отклонение рамки может зависеть даже от эмоционального состояния оператора.

По этой же причине перед работой с рамками лучше воздержаться от употребления алкогольных напитков. Перед тем, как приступать к поиску, нужно научиться работать с биолокатором и «слышать» его. Благодаря этому в процессе поиска воды для скважины оператора не будет отвлекать даже наличие на участке закрытых водопроводов.

Но стоит отметить, что народные способы не могут дать 100% гарантию получения ожидаемого результата. Ведь даже при удачном исходе всегда есть риск получения водозаборной скважины с малой производительностью.

Выводы и полезное видео по теме

Советы для начинающих, как определить место под обустройство скважины и пробурить ее своими руками:

Разведывательное бурение с использование щупа:

К столь к ответственному мероприятию, как поиск воды для скважины, стоит подойти со всей серьезностью, применяя для этой цели современные методы разведки, либо же поручить эту работу профессионалам.

Хотите рассказать, как выбирали место для бурения скважины на собственном участке или задать вопрос? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Здесь же можно подискутировать с нами и с посетителями сайта, если вы не согласны с представленной информацией.

Как сделать солнечный водонагреватель

Солнце является мощным и бесконечным источником тепловой энергии для нашей планеты. Она достается нам абсолютно бесплатно, отсюда и возникла идея использовать ее для потребностей человека. Другое дело, что устройства – преобразователи солнечного излучения в тепло нынче достаточно дороги. Даже небольшой солнечный коллектор заводского изготовления стоит приличных денег. Зато собственноручно смастерить самодельный солнечный водонагреватель может любой желающий, а как это сделать, будет рассказано в этой статье.

Принципе действия водонагревателя

Чтобы взяться за дело с пониманием вопроса, следует вначале разобраться, в чем заключается принцип работы солнечного водонагревателя. В качестве примера лучше всего взять заводской аппарат, который в состоянии подогревать воду даже в зимнее время, хотя в гораздо меньших объемах, нежели летом.

Устройство представляет собой батарею, собранную из множества отдельных элементов в виде стеклянных трубок.Внутри каждой трубки, изготавливаемой из кварцевого стекла, располагается еще одна, окрашенная в черный цвет и наполненная веществом, что испаряется при низких температурах.

С целью не допустить потерь тепла изнутри, а также избежать воздействия окружающей среды снаружи, из пространства между трубками удален воздух. Концы всех элементов входят в горизонтальный коллектор, где протекает нагреваемая вода. Подобные вакуумные трубки для водонагревателя весьма эффективно поглощают солнечное тепло и передают его воде за счет испарения / конденсации вещества (рабочего тела).

Система функционирует следующим образом:

• под воздействием солнечных лучей рабочее тело превращается в пар и поднимается в верхнюю часть стеклянной колбы;
• контактируя сквозь стенки с потоком воды, вещество отдает ему тепловую энергию и возвращается в жидкое агрегатное состояние;
• подчиняясь силе тяжести, рабочее тело стекает в нижнюю часть, где цикл начинается заново;
• обычно солнечные водонагреватели, находящиеся на крыше, присоединяются к дополнительному змеевику бойлера косвенного нагрева. Таким способом осуществляется передача теплоты домашней отопительной сети.

Примечание. Вакуумные трубки изготавливаются из кварцевого стекла, которое, в отличие от обычного, пропускает волны ультрафиолетового диапазона. Это позволяет поглощать энергию солнца во время облачности и в холодный период года.

Как нетрудно догадаться, соорудить подобную конструкцию в домашних условиях невозможно. Приведем более удачный пример: безнапорный водонагреватель, где происходит передача тепла напрямую, без посредника. В прямоугольный корпус с хорошо утепленной задней стенкой помещен змеевик из меди, подключенный к накопительному баку. В контуре естественным образом циркулирует вода, нагреваясь от солнца напрямую, вследствие чего температура в накопительной емкости постепенно возрастает.

Трубка змеевика запрессована в металлическую пластину – теплоприемник темного цвета, от воздействия осадков она защищена прочным стеклом. Данный солнечный накопительный водонагреватель не так дорог, как вакуумный, но и менее эффективен. Он хорошо действует только в солнечную безоблачную погоду. Зато его конструкция проще и может быть реализована в домашних условиях.

Для справки. Существует еще один способ воспользоваться энергией солнца – установить обычный водонагреватель на солнечных батареях, вырабатывающих электричество. Но такая система очень дорога, хотя может функционировать круглогодично.

Выбор материалов

Итак, определившись с концепцией будущего солнечного нагревателя для воды, перейдем к подбору материалов для теплообменника. Тут есть из чего выбирать, нагревательный контур можно сделать из:

• медной трубки – идеальный вариант;
• черных полимерных труб;
• секций плоских стальных радиаторов;
• алюминиевых трубок.

Примечание. Мастера – умельцы, давно воплотившие идею в жизнь у себя дома, применяли в качестве нагреваемого контура резиновый садовый шланг черного цвета или теплообменник от старого холодильника.

Сложнее всего определить теплообменную поверхность змеевика. Если вместо него взять стальные радиаторы, то долго думать не придется. Все равно больше 2 панелей в одном корпусе установить не получится, иначе конструкция будет слишком тяжелой. В остальных случаях солнечный водонагреватель, сделанный своими руками, надо рассчитывать экспериментальным путем. Солнечная активность в каждом регионе разная, также играет роль расположение дома и его ориентация в пространстве. Поэтому дать однозначные рекомендации о длине змеевика из такого-то материала затруднительно, ее надо определить индивидуально.

Для изготовления корпуса теплоприемника можно взять деревянные доски и лист фанеры, а вместо лицевой панели из стекла применить такой простой материал, как поликарбонат. Он прозрачен и достаточно прочен, разбить его не сможет даже сильный град.

Так что водонагреватель из поликарбоната выйдет ничем не хуже стеклянного. Что касается накопительного бака, то его можно смастерить из листового металла либо приобрести готовую пластмассовую или стальную емкость. Соединительные трубы проще всего поставить полимерные, например, из металлопластика.

Рекомендации по изготовлению

Для тех, кто предпочитает простые решения, есть вариант, давно придуманный нашими дедами. На крышу дома или отдельной душевой устанавливается один либо несколько баков, выкрашенных в черный цвет. Такой водонагреватель работает просто: теплая вода по вертикальной трубе из бочки течет прямо в душевую, стоит только открыть кран. Для заполнения емкости к ней прокладывается водопроводная магистраль. При хорошей солнечной активности в летнее время вода в бочке нагревается буквально за несколько часов.

Простой бак на крыше не сравнится с солнечным коллектором по эффективности, пусть даже и самодельным. Поэтому, определившись с размерами теплоприемника, надо изготовить корпус, куда потом следует поместить змеевик. Предпочтительнее его собрать из дерева, оно не так сильно пропускает тепло, как металл. Перед укладкой теплообменника заднюю стенку необходимо утеплить слоем пенопласта. Общая схема солнечного водонагревателя с накопительным и подпиточным резервуаром представлена на рисунке:

Просто собрать тепловой приемник своими руками – это еще не вся работа, нужно его правильно задействовать в системе водоснабжения. Показанная на схеме солнечная водонагревательная установка состоит из бака – аккумулятора, емкости подпитки и самого коллектора. Не стоит ставить лишнее насосное оборудование, надо позволить воде циркулировать естественным образом. Необходимо проследить, чтобы аккумулятор стоял немного выше теплоприемника, а подпиточная емкость – выше аккумулирующей.

Резервуар для горячей воды следует обязательно утеплить, для этого подойдет любой рулонный материал. Чтобы накопительный водонагреватель функционировал в автоматическом режиме, во втором бачке нужно поставить поплавковый клапан, реагирующий на снижение уровня жидкости. К патрубку клапана подводится труба от водопровода. Теперь во время расхода в основном резервуаре при помывке в его нижнюю зону будет подаваться холодная вода. Не забудьте предусмотреть вертикальный патрубок для выпуска воздуха, поднятый на необходимую высоту.

Заключение

Благодаря солнечной энергии в теплое время года ваш частный дом или дача может быть обеспечена горячей водой, за которую не придется платить. Затраты, что придется понести при изготовлении водонагревательной установки, минимальны: надо купить трубы, краны и прочие недостающие материалы. Вложения средств в самодельную систему несравнимы с ценой заводских солнечных коллекторов.

Изготовление и применение солнечного водонагревателя

Солнечный коллектор – это устройство для преобразования энергии Солнца в тепловую энергию. Используется в системах отопления, горячего водоснабжения, подогрева бассейнов и т.д. Солнечный коллектор для нагрева воды можно собрать самостоятельно, чтобы создать экологический и экономный водонагреватель. «Сантехник Портал» расскажет, как сделать жидкостной гелиоколлектор своими руками из простых материалов.

1. Преимущества использования гелиоколлектора
2. Разновидности жидкостных коллекторов
3. Конструкция и принцип действия плоского нагревателя
4. Как рассчитать производительность гелиоколлектора?
5. Способы изготовления солнечного коллектора
6. Гелиоустановка из медных трубок своими руками
7. Монтаж и эксплуатация

Преимущества использования гелиоколлектора

Поскольку лучи Солнца освещают поверхность Земли круглый год в течение дня, хотя интенсивность излучения больше летом и зимой, то этот факт позволяет использовать энергию небесного светила все 365 дней в году.

Так, для средней полосы РФ суточное количество энергии зимой достигает 3 кВт*ч на 1 кв.м, а с марта по октябрь данная величина составляет от 4 до 8 кВт*ч/м2. Если же говорить о южных широтах, то показатели увеличиваются от 20% до 40%. Здесь использование солнечных установок наиболее рационально.

Поэтому эффективность гелиоколлектора зависит от региона проживания, однако даже в северных регионах РФ солнечный обогреватель способен обеспечить запасами горячей воды. Главное, чтобы тучи на небе появлялись не слишком часто. В южной и средней полосе мощная конструкция на 15-20 кв м, работающая от излучения Солнца, способна заменить бойлер и даже котел системы отопления.

Солнечный водонагреватель обладает следующими достоинствами:

• относительная простота конструкции;
• высокая степень надежности;
• эффективный обогрев;
• долгий срок эксплуатации;
• позволяет экономить газ и электроэнергию;
• не требуется разрешение для установки оборудования;
• небольшой вес;
• простой монтаж;
• безопасность для окружающей среды;
• полная автономность.

Касаемо отрицательных моментов стоит отметить зависимость КПД от погодных условий, времени года и географического положения, а также высокую хрупкость панели, которую может разбить град. Еще одним минусом является высокая цена оборудования и элементов для монтажа установки. Поэтому многие умельцы, чтобы уменьшить себестоимость конструкции, собирают ее сами из материалов, которые можно купить в обычном строительном магазине.

Рассматривая преимущества и недостатки использования солнечных коллекторов для нагрева воды, стоит отметить, что работа подобных устройств являются экологически чистой и абсолютно безопасна для окружающей среды и здоровья человека.

Разновидности жидкостных коллекторов

В зависимости от величины нагрева солнечные нагреватели делятся на:

• низкотемпературные — для подогрева теплоносителя до 50 °C;
• среднетемпературные — для нагрева жидкости до 80 °C;
• высокотемпературные — подогрев воды до температуры кипения.

Самостоятельно изготовить можно только конструкции первого и второго типа. Для сборки установки высоких температур потребуется промышленное оборудование, применение новых технологий и дорогостоящих материалов.

По типу конструкции все жидкостные коллекторы делятся на:

• плоские устройства;
• вакуумные термосифонные;
• гелиоконцентраторы.

Плоский гелиоколлектор состоит из невысокого теплоизолированного короба, в который вмонтирована светопоглощающая панель и трубчатый контур. Поглощающая свет пластина (абсорбер) обладает повышенной теплопроводностью, что позволяет добиться максимальной передачи энергии теплоносителю, который циркулирует по контуру водонагревателя. Отличается простотой конструкции, легкостью монтажа и эффективностью.

Принцип действия вакуумных приборов основан на эффекте термоса. Конструкция представляет собой множество сдвоенных стеклянных колб. Внешняя колба сделана из ударопрочного, закалённого стекла, противостоящего граду. На внутреннюю колбу нанесено специальное напыление, которое повышает светопоглощение. Из пространства между двумя колбами воздух выкачивается, чтобы снизить тепловые потери.

По центру вакуумной установки проходит тепловой контур из медных трубок, заполненных фреоном или антифризом. В процессе эксплуатации теплоноситель испаряется, передавая энергию тепла рабочей жидкости главного контура. Система функционирует даже при низких температурах – до -50 °C. Самостоятельно собрать такую конструкцию хоть и возможно, но очень сложно.

В основе конструкции гелиоконцентратора — сферическое зеркало, которое фокусирует солнечную энергию в одной точке. Нагрев теплоносителя осуществляется в спиралевидном металлическом контуре, размещенному в фокусе устройства. Главное преимущество гелиоконцентраторов – способность нагрева до высоких температур. Однако необходимость оснащения системой слежения за Солнцем сделало ее менее популярной для изготовления своими руками.

Для домашнего изготовления лучше всего подходит сборка плоского солнечного водонагревателя своими руками из термоизоляционных материалов, оконного стекла и медных абсорберов.

Конструкция и принцип действия плоского нагревателя

Самодельный плоский гелиоколлектор состоит из деревянного короба с глухой задней стенкой. На дне рамы расположено сердце установки — абсорбер. Обычно его изготавливают из листа металла, который прикрепляется к трубчатому контуру. От контакта абсорбера с теплообменными трубками зависит эффективность передачи энергии, поэтому данные элементы привариваются непрерывным швом.

Сам жидкостный контур представляет собой множество вертикально размещенных трубок. Снизу и сверху они соединяются с горизонтальными трубами большего диаметра, которые используются для подачи и забора теплоносителя. Входное и выходное отверстие расположены друг от друга по диагонали, благодаря чему происходит полный теплообмен. В качестве теплоносителя применяется антифриз и другие незамерзающие жидкости для систем отопления.

Абсорбер покрывают светопоглощающей краской, сверху кладут прозрачное стекло, а короб защищают теплоизоляцией. Чтобы было проще монтировать, можно поделить площадь остекления на части и установить стеклопакеты, которые также повышают производительность установки. Закрытый стеклопакет создает эффект термоса и предотвращает тепловые потери из-за дождя, сильного ветра и прочих внешних факторов.

Солнечный водонагреватель плоского типа работает следующим образом:

1. Нагретый незамерзающий раствор, поднимаясь трубкам через ветку забора теплоносителя, оказывается в теплоаккумулирующем резервуаре.
2. Циркулируя по теплообменнику, который установлен внутри бака-аккумулятора, антифриз передает тепло воде.
3. Охлажденный рабочий реагент попадает в нижнюю часть контура солнечной установки.
4. Вода, нагретая в баке, поднимается для забора потребителем. Заполняется резервуар из водопровода, который подключен к нижней части конструкции.
5. Если коллектор используется в качестве нагревателя системы отопления, то для циркуляции воды в замкнутом вторичном контуре применяется насос.

Постоянное перемещение жидкости и наличие теплового аккумулятора позволяют накапливать солнечную энергию в дневное время, когда светит Солнце, и постепенно расходовать ее в ночное время.

Как рассчитать производительность гелиоколлектора?

Рассчитать производительность солнечного нагревателя можно, исходя из того, что на 1 кв. м. прибора в ясный день приходится от 800 до 1 000 Вт тепловой энергии. Потери тепла на обратной стороне и стенках конструкции рассчитывают по коэффициенту теплоизоляции применяемого утеплителя.

Если использован пенополистирол, то его коэффициент теплопотерь составляет 0,05 Вт/м × °C. При толщине материала в 10 см и разности температур внутри и снаружи конструкции 50 °C потери тепла равняются 0,05/0,1 × 50 = 25 Вт. Учитывая боковые стенки и трубы, данная величина удваивается.

Получается, что количество потерь тепловой энергии в сумме составит 50 Вт с 1 кв.м. поверхности гелиоколлектора.

Для подогрева 1 л воды на один градус понадобится 1,16 Вт тепловой энергии, поэтому для солнечной панели площадью 1 кв.м и температурного перепада 50 °C получится условный коэффициент производительности 800/1,16 = 689,65/кг × °C. Данный показатель демонстрирует, что конструкция площадью 1 кв.м в течение часа нагреет 20 литров воды на 35 °C.

Расчёт производительности солнечного водонагревателя вычисляется по формуле:

Q — теплоёмкость воды (1,16 Вт/кг × °C); V — объём, л; δT — разность температур на входе и выходе из установки.

В среднем один взрослый человек расходует 50 л горячей воды в течение суток. Так для обеспечения горячего водоснабжения достаточно повысить температуру воды на 40 °C. Используя формулу, получается, что потребуются затраты энергии W = 1,16 × 50 × 40 = 2,3 кВт. Чтобы узнать площадь установки, данное значение необходимо разделить на количество солнечной энергии, которая приходится на 1 кв.м поверхности в данной географической широте.

Способы изготовления солнечного коллектора

Особенностью солнечных водонагревателей, построенных своими руками, является то, что практически все устройства имеют одинаковую конструкцию теплоизолированного короба. Часто каркас собирается из пиломатериалов и покрывается минеральной ватой и теплоотражающей плёнкой. Что же касается абсорбера, то для его производства используют металлические и пластиковые трубы, а также готовые узлы от ненужного бытового оборудования.

1. Из садового шланга. Сложенный улиткой садовый шланг или водопроводная ПВХ-труба имеет большую площадь поверхности, что позволяет применять такой контур в качестве водонагревателя для летнего душа, кухни или подогрева бассейна. Лучше выбрать шланг черного цвета и обязательно использовать накопительный резервуар, иначе в пик летней жары абсорбер будет перегреваться.

1. Из конденсатора старого холодильника. Внешний теплообменник отслужившего свой срок холодильного оборудования является готовым абсорбером. Остается только дооборудовать его теплопоглощающим листом и поместить в корпус. Производительность такой конструкции невысокая, но в тёплое время года перекроет потребности в горячей воде небольшого загородного дома или дачи.
2. Из плоского радиатора системы отопления. Здесь не требуется даже монтажа абсорбирующего полотна. Достаточно покрыть радиатор чёрной жаростойкой краской и установить его в герметичный кожух. Производительности достаточно для системы горячего водоснабжения. Если собрать несколько контуров, то можно сэкономить на отоплении дома, гаража, теплицы в холодную солнечную погоду.
3. Из полипропиленовых или pex труб. Полимерные трубы, фитинги и приспособления для их монтажа позволяют строить контуры гелиосистем любой площади и конфигурации. Такие установки обладают хорошей производительностью и используются для обогрева помещений и получения горячей воды для кухни, душа и пр.
4. Из медных трубок. Такие абсорберы отличаются самой высокой теплоотдачей, поэтому с успехом используются для подогрева теплоносителя отопительных систем и в горячем водоснабжении. К недостаткам коллекторов из меди относятся большие трудозатраты и стоимость материалов.

На последнем варианте остановимся подробнее.

Гелиоустановка из медных трубок своими руками

Редакция сайта santehnikportal.ru предлагает собрать гелиоколлектор своими руками, который в солнечный день зимой способен разогреть воду до температуры выше 90 °C, а в пасмурный день — до 40 °С. Этого достаточно для горячего водоснабжения дома, в котором проживают 3-4 человека. Если вы планируете использовать солнечную энергию для отопления жилища, то площадь коллектора необходимо увеличить в несколько раз.

Для сборки солнечного водонагревателя потребуются:

• листовая медь толщиной не менее 0,2 мм размерами 0,98×2 м;
• медная трубка Ø10 мм длиной 20 м;
• медная трубка Ø22 мм длиной 2,5 м;
• резьба ¾˝ — 2 шт;
• заглушка ¾˝ — 2 шт;
• припой мягкий SANHA или ПОС-40 — 0,5 кг;
• флюс;
• химреактивы для чернения абсорбера;
• плита OSB толщиной 10 мм;
• уголки мебельные — 32 шт;
• базальтовая вата толщиной 50 мм;
• листовой теплоотражающий утеплитель толщиной 20 мм;
• рейка 20×30 — 10м;
• дверной или оконный уплотнитель — 6 м;
• оконное стекло толщиной 4 мм или стеклопакет 0,98×2,01 м;
• саморезы;
• респиратор;
• малярная кисть;
• краска.

Кроме этого, понадобятся некоторые инструменты: дрель, свёрла по металлу, фреза для дерева на Ø20 мм, труборез, газовая горелка, отвёртки или шуруповёрт и электрический лобзик. Для опрессовки контура также потребуется компрессор и манометр с давлением до 10 атмосфер.

Инструкция по ходу работ:

1. С помощью трубореза нарежьте на отрезки медную трубку, чтобы получилось два куска Ø22 мм длиной 1,25 м и 10 частей Ø10 мм длиной 2 м.
2. В толстых трубках, отступив от края 150 мм, проделайте по 10 сверлений Ø10 мм через каждые 100 мм. В полученные отверстия вставьте тонкие трубки так, чтобы они выступали внутрь не более чем на 1-2 мм. Иначе образуется лишнее гидравлическое сопротивление.
3. При помощи газовой горелки, термофена и припоя, все части соедините. По диагоналям к трубам ¾˝ попарно припаяйте заглушки и резьбы. Закрыв выходную резьбу заглушкой, на вход собранного коллектора навинтите штуцер и подсоедините компрессор.
4. Поместите конструкцию в резервуар с водой и компрессором создайте давление 7–8 атм. Так проверяется герметичность. Обсушите и обезжирьте установку.
5. Затем припаяйте медный лист к трубкам сплошным швом по всей длине каждого элемента медного контура.
6. Поскольку абсорбер сделан из меди, то вместо покраски можно сделать химическое чернение. Для этого в резервуар с водой добавьте нагретый химический раствор (едкого натрий 60 г и персульфат калия или надсернокислый аммоний 16 г растворите в 1 литре воды) и опустите полотно абсорбера лицевой стороной вниз. В процессе реакции поддерживайте температуру реактивов, к примеру, с помощью кипятильника.
7. Обязательно используйте средства защиты — респиратор, очки и резиновые перчатки, а сами работы проводите на открытом воздухе или в хорошо вентилируемом помещении.
8. Далее из листа OSB вырежьте детали для сборки корпуса — днище 1×2 м, боковые стороны 0,16×2 м, верхнюю 0,18×1 м и нижнюю 0,17×1 м панели, а также 2 опорные перегородки 0,13×0,98 м. Рейку 20×30 мм нарежьте на части: 1,94 м — 4 шт. и 0,98 м — 2 шт.
9. В боковых стенках проделайте отверстия Ø20 мм для входного и выходного патрубков, а в нижней части коллектора сделайте 3–4 сверления Ø8 мм для микровентиляции.
10. В перегородках сделайте вырезы под трубки абсорбера. Из реек 20×30 мм соберите опорную раму. Воспользовавшись мебельными уголками и саморезами, раму обшейте панелями OSB. При этом боковые стенки должны опираться на днище — это позволит предотвратить прогиб корпуса.
11. Нижнюю панель опустите на 10 мм ниже от остальных, чтобы перекрыть ее стеклом. Это не даст осадкам попадать внутрь рамы. Установите внутренние перегородки.
12. Днище и бока корпуса утеплите минеральной ватой с влагоотталкивающей пропиткой и укройте рулонным теплоотражающим материалом.
13. Абсорбер уложите на подготовленное пространство. Для этого демонтируйте одну из боковых панелей, которую затем поставьте на место.
14. На расстоянии 1 см от верхнего края короба внутренний периметр сооружения обшейте деревянной рейкой 20×30 мм так, чтобы стенок касалась ее широкая сторона. По периметру проклейте уплотнительную резинку.
15. Уложите стекло или стеклопакет, контур которого также обклейте оконным уплотнителем. Прижмите конструкцию алюминиевым уголком, в котором предварительно просверлите отверстия для саморезов. На этом этапе сборка коллектора считается завершенной.

В собранном виде толщина солнечного водонагревателя составляет примерно 17 см. Чтобы не допустить проникновения влаги и утечку тепла, на всех этапах стыки и места соединения элементов обрабатывайте силиконовым герметиком. Чтобы защитить конструкцию от влияния осадков, деревянные детали покройте специальным составом и покрасьте эмалью.

Монтаж и эксплуатация

Для установки гелиоколлектора выберите просторное место, которое не затеняется весь световой день. Монтажный кронштейн или подрамник сделайте из деревянных реек или металла так, чтобы наклон изделия регулировался в пределах от 45 до 60 градусов от вертикальной оси.

Используя резьбовые фитинги и медные, металлопластиковые или многослойные полипропиленовые трубы, подключите конструкцию к тепловому аккумулятору. Покройте магистрали теплоизоляцией.

Чтобы уменьшить потери тепла, разместите накопительный бак как можно ближе к устройству. В зависимости от условий организуйте естественную или принудительную циркуляцию теплоносителя. В последнем случае используйте контроллер с термодатчиком, врезав его в выходной патрубок. Прокачка рабочей жидкости по контуру будет включаться, когда её температура достигнет запрограммированного значения.

Сезонно-работающую систему заправьте водой, тогда как для круглогодичного использования гелио водонагревателя контур заправьте незамерзающей жидкостью. Идеальный вариант –применение специального антифриза для гелиосистем, но для экономии можно залить незамерзайку для автомобильных радиаторов или системы отопления.

Таким образом, солнечный коллектор для нагрева воды в процессе эксплуатации значительно сэкономит бюджет. Собрать установку, работающую на энергии Солнца, можно своими руками, но важно соблюдать технологию изготовления и правильно разместить конструкцию, чтобы КПД гелиоколлектора был высоким. Среди заводских изделий стоит отметить продукцию от фирм DUALEX, SSI Solar, SUNRAIN.

Солнечный водонагреватель своими руками: устройство, типы, особенности обустройства своими руками

Есть масса причин, по которым стоит соорудить солнечный водонагреватель своими руками. Главное это то, что энергия – бесплатная!

Кто-то руководствуется заботой об экологии, а бывает, что дом расположен в местах, где централизованных источников энергии просто нет, а сделать солнечный нагреватель очень просто. Изобретено уже множество видов и модификаций от простейших до хитроумных. Выбирайте «свой»!

Как устроен солнечный водонагреватель (СВ)

Большинство солнечных нагревателей имеют схожий принцип работы и состоят из:

• Коллектора – обязательной детали, представляющей собой сеть трубок или шлангов. Диаметр трубок небольшой, поэтому и объём воды в них такой, чтобы успевать греться от солнечного тепла.
• Оборудования, создающего напор – вода может быть и центральной, тогда этот пункт не нужен. Или же можно использовать насос. Кроме того, некоторые модели используют естественное конвекционное движение или силу гравитации и обходятся без насоса.
• Трубопроводные элементы. Их число и наличие тоже зависят от модели нагревателя.
• В конструкции может также быть бак.

Для повышения эффективности устройства применяют следующие приёмы:

1. Коллектор наклоняют под углом, чтобы он улавливал больше солнечных лучей.
2. Под коллектор кладут материал чёрного цвета, чтобы он дополнительно грел воду в трубах.
3. Коллектор иногда «вставляют» в раму и накрывают стеклом или плёнкой. Это создаёт парниковый эффект и греет воду ещё сильнее!

Солнечный водонагреватель для отопления и горячего водоснабжения

Применять СВ можно для летнего душа, отопления, подогрева воды для бани, ванны и кухни.

Типы солнечных водонагревателей

СВ можно разделить в зависимости от напора воды на:

1. Активные.
2. Пассивные.

В пассивных приборах вода льётся под действием гравитации, либо циркулирует благодаря конвекции. Напор, как правило, небольшой. Такие нагреватели проще сделать, и обходятся они дешевле, но и производительность у них невелика.

Активные же снабжены электронасосом, клапанами, контролерами.

Активные солнечные водонагреватели в свою очередь делятся на:

1. Нагреватели с открытым контуром.
2. Нагреватели с закрытым контуром (для них используется антифриз и можно эксплуатировать даже при минусовых показателях термометра).

Но основной параметр, по которому различают СВ – это:

1. Накопительного;
2. Или проточного типа.

Накопительного типа

Солнце нагревает воду в резервуаре. После нагрева до комфортной температуры, потребители получают сразу большой объём тёплой воды.

Нагревательный бак

Простейший пример – бак, установленный над летним душем. Ёмкость бака – произвольная. Его красят в чёрный цвет. Снизу делается выходное отверстие с насадкой в виде душа. Сверху – отверстие для заполнения водой.

Вместо бака можно использовать бочку, трубу большого диаметра, пластиковый контейнер или сваренный куб из металла.

При некоторой доработке, такой бак, установленный на крыше, может снабжать тёплой водой дом.

Проточного типа

Суть его в том, что вода пускается по длинной системе трубочек или шлангов, проходя по которым она успевает нагреваться от солнца.

Для самодельных моделей могут применяться самые простые материалы.

Бухты шлангов

Обычные садовые шланги скручиваются и закрепляются (при помощи проволоки, например).

Под шланги стелется тёмный материал (какой есть под рукой, желательно, чтобы он был матовый).

• рубероид;
• окрашенный пенопласт;
• резина и т.д.

На один сезон, можно, конечно, и просто уложить бухты со шлангами (одну, две или три). Если же хочется сделать долгосрочный проект, изготавливают деревянную раму, дно которой выстилают тёмным материалом, а верх накрывают стеклом. Между шлангом и стеклом нужно оставить зазор не менее 12мм.

Для соединения шлангов и труб используют хомуты.

Подсчитать длину шланга довольно сложно, поскольку в подсчётах нужно учитывать множество нестабильных показателей, таких, как температура воздуха, количество солнечных дней в году и пр. Поэтому, прежде чем делать стационарную конструкцию, можно поэкспериментировать и на практике понять, сколько бухт Вам подойдёт.

Шланг в бутылках

Быстрый и простой вариант СВ можно сделать при помощи шланга и обычных пластиковых бутылок.

Суть его в том, что на шланг «нанизываются» бутылки по всей длине (в донышках прорезаются отверстия строго по диаметру шланга).

Получившаяся змейка легко укладывается между волнами шиферной крыши.

Солнечный нагреватель воды своими руками

Рассмотрим подробнее схему, как сделать два варианта солнечных водонагревателей для отопления дома своими руками.

1. В стороне, которая будет снизу, сверлится отверстие.
2. Устанавливается выходной патрубок.
3. На патрубке навинчивается запорный кран. Можно установить насадку – душ.
4. Прорезается отверстие в верхней стороне бака.
5. По размеру делается крышка любой конструкции. Лишь бы в воду не попадал мусор.
6. Снаружи бак окрашивается тёмной краской, подойдёт кузбасслак.

Если резервуар планируется подключать к водопроводу в доме, в нём делаются отверстия, в которые герметично врезаются трубы, подводящие холодную воду, и отводящие тёплую. Каждый отрезок водопровода снабжается запорной арматурой. В дальнейшем, такая система будет работать под контролем человека: открыть вентиль, чтобы наполнить бак, вовремя закрыть.

Особенности обустройства солнечного коллектора

Это полноценный прибор, использовать который можно будет много лет.

• медная или стальная трубка (можно и готовый змеевик, только тщательно промытый);
• большие трубы;
• утеплитель в рулонах;
• ДСП;
• оконное стекло;
• герметик, замазка или пена;
• листы меди (или более дешёвый матовый материал на подложку);
• бак;
• уголок;
• заглушки, саморезы, штуцера, дюбеля;
• краска тёмного цвета.

1. Из двух медных трубок делается основа. На одном конце каждой трубки устанавливается штуцер и заглушка, а на другом нарезается резьба.
2. Через каждые 10 см размечаются отверстия. Просверливаются (диаметр не более 9 мм.)
3. В получившиеся отверстия вставляются трубки, стык проваривается. Должна получиться решётка.
4. Делается подложка. Можно из меди или более дешёвого аналога. Листы скрепляются меж собой (медь сваривается) и крепится к змеевику.
5. Получившаяся конструкция покрывается чёрной краской.
6. Изготавливается ящик-каркас. Из ДСП при помощи металлических уголков и саморезов. В него по размеру должен входить медный змеевик. Высота боковых стенок – около 25 см.
7. На его дно стелется утеплитель. Например, изовер.
8. Устанавливается змеевик на медных листах.
9. Ящик закрывается стеклом. Места стыков герметизируются замазкой, пеной, монтажным клеем или чем-то подобным.

Обогрев помещения чаще всего осуществляется при помощи топлива, но это не экологично и затратно. Альтернативное отопление: энергии ветра и солнца, тепло Земли на службе человека. Реализуем новую отопительную систему в частном доме.

О принципе работы геотермального отопления читайте тут. Насколько это эффективно?

Знаете ли вы, что гидроэлектростанцию и тепловой насос вы вполне можете сделать своими руками, тем самым обеспечив себя альтернативной энергией. Здесь https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/alternativnaya-energiya-svoimi-rukami.html вы узнаете обо всех имеющихся на сегодня источниках альтернативной энергии.

Монтаж

Остаётся только закрепить СВ на месте его дальнейшей работы.

Если речь идёт о накопительном баке, то тут важно установить надёжные опоры.

Нагрузка от веса самого бака, да ещё и с водой будет немалой, поэтому каркас душа или другой опоры должен быть укреплён металлическими уголками. Длина трубопровода между баком и бойлером должна быть минимальной.

Проточные СВ устанавливают на крышах или других возвышенностях так, чтобы в любое время дня, стоящие рядом предметы не загораживали свет (забор, соседние здания, деревья и т. д).

Фиксируется наклон солнечного коллектора (оптимальный для лета – 35 0 ).

Даже простые самодельные водонагреватели могут сэкономить до 60% стоимости электричества. И пусть Вас не останавливает мнение о том, что российский климат – слишком холодный для таких технологий. В Московской области, например, годовой показатель солнечной энергии такой же, как в Германии, а там солнечные технологии применяют с успехом!

Отопление от солнечных батарей поможет сэкономить немалую часть затрат на тепло. Важно выбрать наиболее подходящий тип устройства. Солнечные батареи для отопления дома — разновидности, особенности выбора и отзывы пользователей.

О возможных способах слива воды с водонагревателя читайте в этом материале.

Видео на тему

Самодельные солнечные водонагреватели

Если вам удавалось побывать в южных странах, то, наверняка, вы часто замечали стоящие на крышах домов конструкции. Гиды объясняли, что это солнечные батареи для нагрева воды и отопления жилища. Как и за рубежом, так и у нас прогрессивное население ратует за альтернативные источники энергии. Водонагреватель, работающий от солнечной энергии – одно из таких удачных изобретений, которое способен полноценно функционировать даже зимой.

Как действует солнечная энергия в приборе

Солнце – это очень мощный и, что главное, бесконечный источник энергии тепла. За его использование денег никто не берет, а потому стоит задуматься, как пустить такое преимущество себе во благо. Заводские налоги водонагревателей солнечного бойлера могут обойтись в немалую сумму. Если разобраться в принципе работы такого устройства, то можно сделать нечто подобное своими руками. Хотя на деле существует несколько примеров подобного прибора.

Заводской вариант

Прежде, чем понять, как сделать солнечный водонагреватель своими руками, надо иметь представление о принципе функционирования подобного агрегата. Можно разобрать конструкцию по аналогу солнечного заводского водонагревателя.

1. По внешнему виду агрегат напоминает батарею, которая собрана из отдельных составляющих. Элементы в ней представлены трубками, сделанными из стекла кварца наподобие всем известных ламп. Именно этот материал способен пропустить ультрафиолетовые волны (чего не может обычное стекло). Эта способность позволяет преобразовывать солнечную энергию даже в несолнечное время года.
2. Внутри каждой из таких трубок спрятана другая – черного цвета с веществом (рабочим телом), которое будет испаряться при определенных температурных условиях.
3. Внутри трубок абсолютный вакуум – это позволяет избежать теплопотерь.
4. Концы каждого из таких деталей погружены в специальный коллектор, через который течет нагреваемая вода.

Как действует устройство

Функционирование всей этой задумки происходит по следующему алгоритму:

1. Солнечные лучи превращают рабочее тело в паровую субстанцию, которая поднимается в верхнюю часть колбы.
2. Поток воды будет нагреваться через стенку той тепловой энергией, которую отдаст ему рабочее тело.
3. Исполнив свою миссию, пар снова становится жидкостью и стекает вниз, где все благополучно повторяется.
4. Солнечный накопительный стандартный водонагреватель присоединен к змеевику, а тот ведет к бойлеру всей домашней отопительной системы.

Другие варианты передачи тепла

Понятно, что в вышеописанном случае никакой самодеятельности не проявишь. Однако есть и другой вариант безнапорного бойлера, работающего от солнца. Здесь передача тепла идет напрямую: медный змеевик помещается в прямоугольный корпус. Далее он подключается к баку-накопителю. Вода будет здесь циркулировать естественным способом и сразу нагреваться от лучей солнца, повышая теплоту и общего содержимого всей накопительной емкости. Труба змеевика прессуется в металлическую пластину, которая темного цвета. Она имеет дополнительную защиту от осадков при помощи прочного стекла.

Есть здесь и недостатки – такая конструкция будет хорошо работать только в безоблачную солнечную погоду.

Наконец, можно просто подключить солнечные батареи к обычному водонагревателю. Подобная конструкция оказывается очень дорогой в исполнении, но может работать круглый год.

Самодельные солнечные водонагреватели

Стремление к экологичному подходу в отоплении дома похвально – тем более что сделать подобную систему можно и своими руками. Рассмотрим интересные варианты практического воплощения подобных конструкций, и насколько эффективны самодельные солнечные водонагреватели.

Простой солнечный водонагреватель

Простым решением будет установка на крыше дома одного (максимум двух) черных баков. К ним подсоединяется водопроводная домовая магистраль – значит, при хорошем солнце теплая вода будет потечет сразу в душевую комнату (летом в жару нагрев произойдет быстро).

Еще один простой солнечный бойлер делают из мелкого, наполненного водой корыта, которое закрывается прозрачной крышкой. Сюда же в схему входят следующие водопроводные составляющие:

• труба, по которой подходит прохладная вода;
• труба для перелива;
• деталь вентиля;
• выпуск нагретой воды.

В обоих случаях есть существенные недочеты:

1. Неэффективность простого бака при облаках.
2. Корыто-нагреватель следует наполнять каждое утро, накрывая его. Когда солнце скрыто за облаками, следует оценить степень нагретой воды и слить её для дальнейшего использования.
3. Плоское устройство наподобие корыта плохо тем, что его нужно держать горизонтально. Мы живем не в тропиках, а, значит, зимой солнце поднимается над горизонтом высоко, КПД этого устройства снизится.

Гораздо эффективнее предусмотреть дополнительную установку коллектора, пусть опять же самодельного. Определив размеры теплоприемника, следует изготовить корпус, куда помещается змеевик. Актуален вопрос теплоизоляции – именно поэтому корпус для змеевика лучше сделать деревянным. Второй момент — утепление задней стенки (лучше всего пенопластом).

Как собрать приемник тепла

Простейший солнечный водонагреватель можно сделать своими руками по схеме из таких составляющих:

• аккумулирующий бак;
• подпиточная емкость;
• коллектор.

Специалисты советуют не устанавливать отдельный насос – вода должна циркулировать естественным путем. Но чтобы этого добиться, бак следует устанавливать выше теплоприемника, а подпиточную емкость – выше аккумулирующей. Еще одна дельная рекомендация — утепление резервуара с подогретой водой. Здесь подойдет любой материал в рулонах.

Для функционирования в самостоятельном режиме (когда не приходится доливать и регулировать), лучше всего установить поплавковый клапан во втором баке. Этот элемент будет реагировать на снижающийся уровень воды. К его патрубку надо подвести водопроводную трубу. Что это даст? Когда в основном баке расходуется содержимое, в его нижнюю зону будет подаваться холодная вода.

Однако нельзя забывать про установку еще одного патрубка – вертикального: он будет выпускать воздух. Следовательно, и эту деталь следует поднять на большую высоту.

Как выбрать правильный материал

Есть разные варианты исходников, из которых можно сделать теплообменник. Среди них:

• трубки из меди;
• черные полимерные трубы;
• секции плоских стальных радиаторов;
• трубы из алюминия;
• черный шланг из резины;
• теплообменник, оставшийся от старого холодильника.

Какой должна у такого змеевика сама теплообменная поверхность? В случае со стальными радиаторами следует исходить из их размера, однако чтобы не утяжелять корпус, не устанавливается больше двух панелей. При других материалах все придется рассчитывать на месте.

Корпус можно сделать из фанеры и деревянных досок. На лицевой стороне стоит применить прочный и прозрачный поликарбонат, что будет выглядеть не хуже стеклянного. Сам же накопительный бак изготавливается из листового материала. А еще лучше будет приобрести готовую емкость. В качестве соединительных труб рекомендуется использовать полимерные (хорошо подойдут из металлопластика).

Особенности самодельных солнечных водонагревателей

Преимущества сделанного своими руками бойлера очевидны:

• работа при полной нагрузке максимально возможный период;
• окупаемость первоначальных вложений на материалы;
• экономия топлива;
• изделие сразу готово к эксплуатации.

Однако все эти аспекты превратятся в положительные при соблюдении важных условий.

1. Точная установка параметров устройства. Расчетная нагрузка должна приближаться к стандартному ежедневному потреблению.
2. Чтобы обеспечить постоянную нагрузку на горячее водоснабжение, можно установить вспомогательный нагреватель. Его рекомендуется включать, если солнечный не обеспечивает нужную нагрузку. Этот элемент нужен для устранения разницы в температуре воды.
3. Важно правильное распределение нагрузки, одни из параметров которой – регулирование скорости потока воды.
4. Если воду планируется расходовать не сразу, то для бака нужна дополнительная теплоизоляция. Последний момент касается и облачных дней (толщину теплоизоляции стоит предусмотреть побольше).
5. Покрытие теплоприемника должно повышать его поглощающую способность (самое простое можно сделать черной краской, в идеале лучше нанести селективное).
6. Бак должен вмещать запас горячей воды на два дня.
7. Идущие от коллектора трубы в бак должны быть минимальны по длине и хорошо изолированы для поддержки температурного напора.
8. Подводящая холодную воду к коллектору труба должна быть расположена внизу бака. Нагретая вода, наоборот, поступает наверх. Выше отверстия для уходящей в систему горячей воды должно оставаться место для её запаса.
9. Теперь об установке бака: если сделать это в здании, то существенно снизятся теплопотери. Даже если они и будут, то уйдут в домашнюю среду, а не в воздух. Здесь подойдет, к примеру, чердак. При установке системы на крышу актуально ориентировать коллектор на юг и наклонить под углом местной широты (это повысит эффективность работы на круглый год). Лучшим углом будет 60 градусов зимой и 30 градусов летом, на практике лучше сразу придать 45 градусов.
10. Конструкция дома должна быть готовой выдержать нагрузку от полного бака.
11. И еще один важный момент: как предотвратить замерзание системы при холодном климате? Можно использовать изолирующее съемное покрытие, установить устройство для слива воды или применять антифризный раствор в воде. Последний вариант получил популярность – только в этом случае его заливают в спиральный змеевик, через стенки которого и будет происходить теплообмен.

Использование солнечного водонагревателя позволит существенно сократить расходы на топливо, и уменьшить выброс углекислого газа в атмосферу. Можно собрать подобную систему и своими руками – при этом важно обладать минимальными знаниями в области водопроводных установок и придерживаться всех вышеупомянутых рекомендаций.