Installation de systèmes de chauffage solaire

Qu'est-ce que le chauffage alternatif ?

Probablement, il n'y a pas une telle personne qui n'aurait pas entendu parler de l'existence d'un chauffage alternatif. Cependant, lors de la classification de l'un ou l'autre type de production d'énergie de manière non conventionnelle, une certaine confusion apparaît. Ils croient à tort que l'utilisation du rayonnement infrarouge, des biocarburants, de l'énergie géothermique et d'un certain nombre d'autres sont toutes des sources d'énergie alternatives. Par conséquent, lors de la détermination des méthodes alternatives d'obtention d'énergie, il sera correct de considérer comme telles celles pour lesquelles le consommateur ne paie pas le fournisseur d'énergie et, en même temps, les coûts d'obtention sont à un niveau acceptable.

Pourquoi l'électricité

Le chauffage électrique se distingue des systèmes classiques à eau chaude et au gaz par une plus grande efficacité et praticité. Nous laisserons le premier aspect pour discussion un peu plus bas, et décrirons ici les avantages opérationnels :

Le chauffage électrique est non seulement silencieux, mais également écologique. Il est transporté de manière plus sûre que le gaz et n'émet aucune substance nocive, tant dans l'atmosphère que dans les locaux. En l'absence de déchets, le besoin de cheminées d'évacuation et d'ouvrages de traction disparaît également. Le chauffage au charbon ou au bois n'est pas du tout comparable aux systèmes électriques.
Le chauffage à l'électricité ne nécessite pas de gros coûts ponctuels. Vous pouvez faire une comparaison en utilisant l'exemple du gaz : pour connecter une maison, vous devez acheter du matériel pour chaque pièce, installer des communications, une chaudière et vous écraser sur une autoroute commune. De plus, il est nécessaire de faire tout cela ensemble, car il est impossible de reporter l'intégration d'une partie de la maison au système. Et la méthode électrique vous permet d'organiser une installation séquentielle: d'abord, les parties les plus importantes de la maison sont connectées, puis, à mesure que les fonds s'accumulent, les périphériques.
Grâce à la possibilité d'utiliser un compteur multitarif dans une maison ou un appartement privé, ainsi qu'au développement constant des technologies dans ce domaine, le chauffage à l'électricité est déjà le plus économique parmi les analogues

Ne vous concentrez pas sur le prix élevé de l'équipement - il est rapidement rentable en raison de la faible consommation d'énergie.
Presque toutes les méthodes d'organisation du chauffage électrique vous permettent de faire l'installation vous-même, sans beaucoup d'outils supplémentaires.

Bien sûr, l'utilisation de systèmes électriques pour le chauffage ne peut pas être qualifiée d'idéale.Travailler sur le chauffage de haute qualité de chaque maison nécessite de prendre en compte de nombreuses fonctionnalités. Dans certaines régions, le coût de l'électricité peut être si élevé que le gaz ne peut être abandonné. Dans les immeubles anciens, il est difficile de passer au chauffage électrique pour deux raisons: il est très difficile de se déconnecter de l'autoroute centrale et le réseau électrique devra être reconstruit en tenant compte d'équipements puissants.

Malgré cela, le tableau d'ensemble fait pencher la balance en faveur de l'électricité. Pour les pièces dans lesquelles il n'y a pas de gaz ou il n'y a pas de possibilité d'en fournir, c'est un vrai salut.

Excursion dans l'histoire

Le premier capteur solaire a été inventé il y a plus de deux siècles : son travail reposait sur le fait qu'une surface sombre s'échauffe plus intensément qu'une surface claire.

Le collecteur plat suisse a été immédiatement utilisé dans la vie de tous les jours. C'est cet appareil qui, au XIXe siècle, a aidé D. Herschel à cuisiner lors de sa célèbre expédition en Afrique.

En 1908, W. Bailey a développé un collecteur calorifugé avec des tubes en cuivre. Cela a permis d'amener le principe du chauffage solaire au niveau de compréhension moderne, mais des changements tangibles ne se sont produits que dans les années 70 du siècle dernier.
La raison de l'attention portée aux sources d'énergie alternatives était la crise du marché pétrolier. Les scientifiques de nombreux pays ont repris des travaux actifs dans le domaine de l'utilisation de la chaleur naturelle, ce qui a considérablement augmenté l'efficacité des systèmes de chauffage solaire. Ces développements sont devenus d'une importance stratégique dans la politique des États.

Innovations techniques modernes dans les systèmes de chauffage

Récemment, les derniers développements innovants en matière de systèmes de chauffage pour une maison ou un appartement sont devenus de plus en plus populaires. Parmi les innovations techniques, citons :

• plancher infrarouge;
• Pompes à chaleur spéciales ;
• Panneaux solaires.

Nous présentons une description plus détaillée des systèmes innovants.

plancher infrarouge

Le nouveau système de chauffage sur le marché a rapidement gagné en popularité parmi les propriétaires de maisons de campagne. C'est plus économique, mais en même temps assez efficace, surtout par rapport aux autres options de chauffage électrique.

Le fonctionnement d'un plancher chauffant posé en chape ou en colle sous un carrelage dépend de l'électricité. Les éléments chauffants reproduisent les rayons infrarouges, qui fournissent de la chaleur aux objets et aux résidents, et de ceux-ci à toute la pièce.

Parmi les avantages du sol infrarouge, citons:

• Une version moderne d'un sol chaud avec des tapis de carbone et un film ne peut pas être endommagé par les meubles;
• Le système automatisé peut réguler la température dans la pièce indépendamment, en fonction du chauffage de la pièce ;
• Thermostats avec lesquels vous pouvez régler l'heure et la température ;
• Faible consommation d'énergie.

Chauffage avec pompes à chaleur

Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur et comment ça marche ? Il s'agit d'un appareil qui déplace la chaleur d'une source vers un transporteur. La base de son travail est de recevoir la chaleur de l'environnement extérieur et de la transférer au système de chauffage. De cette façon, vous pouvez non seulement chauffer, mais aussi refroidir les locaux.

Les pompes sont divisées en options suivantes :

• Boucle ouverte. Leur principe de fonctionnement est de recevoir de l'eau du sous-sol, de la transférer vers des éléments chauffants et de la retourner au point de départ;
• Boucle fermée.Un liquide de refroidissement passe par un tuyau spécialisé installé dans un réservoir, qui a tendance à transférer ou à recevoir de l'énergie thermique de l'eau.

L'avantage du chauffage à l'aide de pompes à chaleur est la possibilité d'utiliser l'énergie de l'eau, de l'air ou de la terre. La maison n'a pas besoin d'être raccordée au réseau de gaz. L'inconvénient n'est que le coût élevé d'un tel équipement, mais son coût sera rapidement amorti en fonctionnement, car il permet d'économiser considérablement sur les coûts énergétiques.

Panneaux solaires

Les capteurs de ce type sont une installation spéciale qui collecte l'énergie thermique du soleil et la transporte vers des caloporteurs (eau, huile ou antigel) dans la maison.

La conception des batteries solaires comporte des éléments chauffants supplémentaires qui assurent le système principal et commencent à fonctionner lorsque l'efficacité des capteurs solaires diminue.

Toutes les installations solaires sont divisées en deux options :

• Collecteurs plats, équipés d'un absorbeur à surface transparente et d'une isolation thermique. Chauffer jusqu'à 200 degrés ;
• Batteries à vide, type multicouche avec fermeture hermétique qui forme un vide. La température de chauffage d'une telle installation est de 250 à 300 degrés.

Les principaux avantages des capteurs solaires sont une installation simple, un équipement léger et un haut niveau d'efficacité. L'inconvénient du système ne peut être appelé que sa dépendance importante à la différence de température. À ce jour, le choix d'un système de chauffage s'éloigne de plus en plus de la version traditionnelle du type à eau. Les innovations technologiques offrent des options toujours plus nouvelles, plus économiques et plus sûres.Il est difficile de déterminer lequel est le meilleur, car le choix d'un système particulier et son efficacité dépendent d'une analyse détaillée et de la compréhension de tous les avantages et inconvénients, ainsi que des conditions d'installation spécifiques et du fonctionnement ultérieur.

Comment calculer la puissance de collecteur requise

Lors du calcul de la puissance requise d'un capteur solaire, il est très souvent erroné de faire des calculs basés sur l'énergie solaire entrante pendant les mois les plus froids de l'année.

Le fait est que pendant les mois restants de l'année, l'ensemble du système surchauffera constamment. La température du liquide de refroidissement en été à la sortie du capteur solaire peut atteindre 200°C lorsqu'il est chauffé à la vapeur ou au gaz, 120°C d'antigel, 150°C d'eau. Si le liquide de refroidissement bout, il s'évapore partiellement. En conséquence, il devra être remplacé.

Les fabricants recommandent de partir des chiffres suivants :

• fourniture d'eau chaude pas plus de 70%;
• fourniture du système de chauffage pas plus de 30%.

Le reste de la chaleur nécessaire doit être généré par un équipement de chauffage standard. Néanmoins, avec de tels indicateurs, une moyenne d'environ 40% est économisée par an sur le chauffage et l'approvisionnement en eau chaude.

La puissance générée par un système de vide à tube unique varie selon l'emplacement géographique. L'indicateur d'énergie solaire tombant par an sur 1 m2 de terrain s'appelle l'insolation. Connaissant la longueur et le diamètre du tube, vous pouvez calculer l'ouverture - la zone d'absorption effective. Il reste à appliquer les coefficients d'absorption et d'émission pour calculer la puissance d'un tube par an.

Exemple de calcul :

La longueur standard du tube est de 1800 mm, la longueur effective est de 1600 mm. Diamètre 58 mm. L'ouverture est la zone ombrée créée par le tube. Ainsi, l'aire du rectangle d'ombre sera :

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928m2

L'efficacité du tube central est de 80 %, l'insolation solaire pour Moscou est d'environ 1170 kWh/m2 par an. Ainsi, un tube fonctionnera par an :

W \u003d 0,0928 * 1170 * 0,8 \u003d 86,86 kW * h

Il convient de noter qu'il s'agit d'un calcul très approximatif. La quantité d'énergie générée dépend de l'orientation de l'installation, de l'angle, de la température annuelle moyenne, etc.

Sélection et installation de capteurs solaires

Un propriétaire qui décide de créer de ses propres mains le chauffage solaire d'une maison privée est confronté à la tâche de choisir le type de capteur le plus approprié. Cette question est assez compliquée, mais il est nécessaire de la comprendre.

Les collecteurs ouverts ne conviennent pas en raison de leurs faibles capacités, il est donc inutile d'en parler. Habituellement, le choix est fait entre les types tubulaires et plats. Le premier et le plus important critère de sélection est généralement le rapport prix/qualité des produits.

Cette approche est justifiée, mais la maintenabilité ne peut être ignorée. Ainsi, les tubes à vide peuvent être changés loin de tous les types de collecteurs, ce qui rend le choix risqué. Si l'un d'entre eux tombe en panne, certains types de collectionneurs devront changer tout le panneau, ce qui entraînera des dépenses. En général, tous les appareils à vide sont une acquisition plutôt risquée, car tout impact mécanique menace de perdre la source d'énergie thermique.

Après avoir choisi la meilleure option, procédez à l'installation. Pour lui, vous devez choisir un site approprié, situé près de la maison

Ceci est important, car le transport du liquide de refroidissement sur de longues distances nécessitera une isolation de haute qualité et l'installation d'une pompe de circulation. Typiquement, des capteurs sont installés sur le toit pour permettre la circulation par gravité.Le seul problème est l'emplacement des pentes par rapport à la position du soleil dans le ciel - il faut parfois installer un système de repérage pour faire pivoter les panneaux

Ceci est coûteux et nécessite l'utilisation de tubes flexibles, mais l'effet est beaucoup plus élevé.

Caractéristiques comparatives de certains types de capteurs solaires

La principale caractéristique de tout capteur solaire est sa performance. En fonction des caractéristiques de conception et de la différence de température, l'efficacité du système est déterminée. il faut tenir compte du fait que le coût des capteurs plans est bien inférieur à celui des systèmes tubulaires.

Lors du choix d'un capteur solaire, vous devez étudier attentivement les paramètres dont dépendent l'efficacité du chauffage solaire de l'eau et la puissance de la structure.

Les capteurs solaires ont un certain nombre de caractéristiques assez importantes :

• Le rapport de l'énergie totale et absorbée du rayonnement solaire peut être déterminé à partir du coefficient d'adsorption.
• Le rapport entre la quantité de chaleur transférée et l'énergie absorbée est déterminé par le facteur d'émission.
• Le rapport entre la surface totale et la surface d'ouverture.
• Efficacité.

Calcul du système de chauffage à la maison

Calcul du système - calculateur en ligne

Pourquoi un calcul préliminaire du chauffage dans une maison privée est-il nécessaire? Cela est nécessaire pour sélectionner la puissance correcte de l'équipement de chauffage nécessaire, ce qui vous permet de mettre en œuvre un système de chauffage qui fournit de la chaleur de manière équilibrée aux pièces correspondantes d'une maison privée. Un choix judicieux de l'équipement et le calcul correct de la puissance du système de chauffage d'une maison privée compenseront rationnellement les pertes de chaleur des enveloppes du bâtiment et le flux d'air de la rue pour les besoins de ventilation. Les formules elles-mêmes pour un tel calcul sont assez complexes - par conséquent, nous vous suggérons d'utiliser le calcul en ligne (ci-dessus), ou en remplissant le questionnaire (ci-dessous) - dans ce cas, notre ingénieur en chef calculera, et ce service est entièrement gratuit .

Comment calculer le chauffage d'une maison privée?

Où commence un tel calcul ? Premièrement, il est nécessaire de déterminer la perte de chaleur maximale de l'objet (dans notre cas, il s'agit d'une maison de campagne privée) dans les pires conditions météorologiques (un tel calcul est effectué en tenant compte de la période de cinq jours la plus froide pour cette région ). Cela ne fonctionnera pas pour calculer le système de chauffage d'une maison privée sur le genou - pour cela, ils utilisent des formules et des programmes de calcul spécialisés qui vous permettent de construire un calcul basé sur les données initiales sur la construction de la maison (murs, fenêtres, toits , etc.). En fonction des données obtenues, un équipement est sélectionné dont la puissance nette doit être supérieure ou égale à la valeur calculée.Lors du calcul du système de chauffage, le modèle souhaité d'aérotherme à gaine est sélectionné (il s'agit généralement d'un aérotherme à gaz, bien que nous puissions utiliser d'autres types d'appareils de chauffage - à eau, électriques). Ensuite, la performance maximale de l'air de l'appareil de chauffage est calculée - en d'autres termes, la quantité d'air pompée par le ventilateur de cet équipement par unité de temps. Rappelons que les performances des équipements diffèrent selon le mode d'utilisation prévu : par exemple, en climatisation, les performances sont supérieures à celles en chauffage. Par conséquent, si à l'avenir il est prévu d'utiliser un climatiseur, il est nécessaire de prendre le débit d'air dans ce mode comme valeur initiale de la performance souhaitée - sinon, seule la valeur en mode chauffage est suffisante.

À l'étape suivante, le calcul des systèmes de chauffage de l'air pour une maison privée est réduit à la détermination correcte de la configuration du système de distribution d'air et au calcul des sections transversales des conduits d'air. Pour nos systèmes, nous utilisons des conduits d'air rectangulaires sans bride à section rectangulaire - ils sont faciles à assembler, fiables et idéalement situés dans l'espace entre les éléments structurels de la maison. Le chauffage de l'air étant un système à basse pression, certaines exigences doivent être prises en compte lors de sa construction, par exemple, pour minimiser le nombre de tours du conduit d'air - à la fois les branches principales et terminales menant aux grilles. La résistance statique du parcours ne doit pas dépasser 100 Pa. En fonction des performances de l'équipement et de la configuration du système de distribution d'air, la section requise du conduit d'air principal est calculée.Le nombre de branches terminales est déterminé en fonction du nombre de grilles d'alimentation nécessaires pour chaque pièce spécifique de la maison. Dans le système de chauffage à air d'une maison, des grilles d'alimentation standard d'une taille de 250x100 mm avec un débit fixe sont généralement utilisées - elles sont calculées en tenant compte de la vitesse minimale de l'air à la sortie. Grâce à cette vitesse, les mouvements d'air ne se font pas sentir dans les locaux de la maison, il n'y a pas de courants d'air et de bruits parasites.

calculateur en ligne

Caractéristiques des générateurs

Un groupe électrogène est le moyen le plus rapide et le plus simple d'alimenter en électricité une maison privée. Pour le fonctionnement, l'unité utilise de l'essence ou du carburant diesel et, du fait de sa combustion, produit la quantité d'énergie requise.

Le principal avantage est l'indépendance totale de l'appareil vis-à-vis des changements saisonniers et des fluctuations météorologiques. Les inconvénients comprennent la présence obligatoire sur le site d'une installation de stockage spécialement équipée pour le carburant, conçue pour un volume de 200 litres ou plus.

Le groupe électrogène diesel est pratique et facile à utiliser, mais pour un fonctionnement complet, il doit recevoir au moins 250 ml de carburant par heure.Des stations puissantes capables de fournir de l'énergie à une petite maison individuelle avec une consommation réelle de ressources de plusieurs kilowatts par jour « mangeront » environ un litre de carburant diesel pendant 60 minutes

Le plus souvent, les groupes électrogènes à essence et diesel sont utilisés comme sources d'électricité de secours ou temporaires. Cela est dû au fait que pour un fonctionnement à part entière, les appareils nécessitent des quantités importantes de carburant, dont le coût ne cesse d'augmenter.

Un puissant générateur à essence ou diesel est capable de fournir un approvisionnement ininterrompu en électricité avec la bonne quantité de carburant. Cependant, l'appareil produit beaucoup de bruit pendant son fonctionnement. Afin de ne pas souffrir de bruits indésirables, il vaut la peine de placer l'appareil dans l'une des buanderies adjacentes situées à une certaine distance de votre propre maison et des maisons voisines

L'équipement lui-même est également coûteux et nécessite un entretien préventif. Les unités à gaz font partie des options les plus rentables pour les groupes électrogènes. Ils n'ont pas besoin d'un approvisionnement ininterrompu en carburant et ne nécessitent pas de stockage pour les matériaux combustibles.

Cependant, le plein fonctionnement de ces appareils est assuré par un élément tel que le raccordement obligatoire au réseau central de gaz, ce qui est loin d'être toujours possible et abordable.

L'installation d'un générateur de gaz dans la maison s'effectue uniquement sur la base d'un ensemble de permis et avec la participation obligatoire à l'installation d'une équipe d'artisans d'une société locale de distribution de gaz.Il n'est pas recommandé de connecter vous-même l'appareil au gazoduc afin d'éviter d'éventuelles fuites et divers dysfonctionnements à l'avenir.

C'est en raison de ces difficultés que les générateurs sont rarement choisis comme source principale d'alimentation en électricité d'une habitation privée.

Mais les générateurs sont une solution idéale pour une utilisation temporaire, par exemple lors de la construction d'une maison de campagne et des formalités administratives pour son raccordement :

Galerie d'images

Photo de

Générateur pendant les travaux de construction

Quatre batteries et un onduleur

Eclairage la nuit et le soir

Eclairage pour câblage et finition

Pendant les premières étapes de la construction, le générateur servira de source d'énergie principale, et après les formalités administratives et l'obtention des permis de connexion au réseau électrique général, il deviendra un équipement de secours et sera certainement utile plus d'une fois.

Frais de fonctionnement supplémentaires

L'utilisation de celui-ci n'implique aucun soin ou entretien autre que le nettoyage périodique de la saleté et de la neige en hiver (s'il ne dégèle pas). Cependant, il y aura des coûts associés :

Réparation, tout ce qui peut être changé sous garantie, le fabricant peut être remplacé sans problème, il est important d'acheter un revendeur agréé et d'avoir des documents de garantie.
L'électricité, c'est pas mal dépensé pour la pompe et le contrôleur. Pour le premier, vous ne pouvez mettre qu'1 panneau solaire à 300 W et cela suffira (même sans système de batterie).
Rinçage des bobines, il faudra le faire une fois tous les 5-7 ans

Tout dépend de la qualité de l'eau (si elle est utilisée comme caloporteur).

Appareil de chauffage au poêle dans une maison privée: la conception de poêles modernes

Les principaux éléments structurels des appareils de chauffage du four d'une maison privée sont les suivants: fondation, tranchées, chambre à cendres, chambre de combustion, canaux de fumée (circulation de fumée), cheminées.

La fondation est la base de la fournaise, qui supporte les charges de la fournaise et des cheminées. Cet élément structurel doit être fiable, car la sécurité de l'ouvrage exploité dépend de sa résistance. Le placement correct de la fondation du four implique son emplacement séparé de la fondation de la maison. L'écart minimum entre eux est de 3 cm, qui est rempli de sable.

Tout d'abord, ils creusent un puits, qui est ensuite rempli de petits fragments de pierre ou de brique cuite, après quoi le tout est soigneusement compacté. Ainsi, préparez un oreiller pour la fondation. Ensuite, un mortier de ciment liquide est versé dans la fosse. La pose d'une fondation en brique ou en pierre est réalisée avec habillage des coutures. La dernière couche de mortier de ciment est soigneusement nivelée.

Une fois la fondation érigée, ils commencent à réaliser un élément structurel du four tel que des lattes. Ce sont des rangées de maçonnerie qui surélèvent le poêle au-dessus de la fondation. Deux ou trois rangées de briques sont faites pour le dispositif des lattes. La sole du four est donc également impliquée dans le transfert de chaleur.

Un tel élément de la conception des fours de chauffage comme un ventilateur, ou une chambre à cendres, sert à fournir de l'air au foyer et à accumuler les cendres qui en sortent. Une grille spéciale sous forme de tiges de fer ou d'acier est installée entre le foyer et la chambre à cendres.Pendant le fonctionnement du four, la porte de la chambre doit être ouverte et, à la fin du four, elle est fermée pour éviter un refroidissement rapide de l'air à l'intérieur du four.

La chambre de combustion dans l'appareil des fours de chauffage est une chambre de four dans laquelle le combustible est brûlé - bois de chauffage et charbon. Un trou spécial est aménagé dans la partie supérieure du foyer pour l'évacuation des gaz de combustion. Les dimensions de la chambre sont choisies de telle sorte qu'il soit possible de charger dans le four la quantité de combustible nécessaire pour chauffer le four.

Dans la partie inférieure du foyer, des pentes sont disposées jusqu'à la grille, assurant la libre circulation des cendres dans le ventilateur. Afin d'empêcher le charbon et les cendres de tomber de la chambre du four, sa porte est installée au-dessus de la grille par une rangée de briques. Vous pouvez prolonger la durée de vie du foyer en le garnissant de briques réfractaires.

Le principe de fonctionnement du système de chauffage du four dans une maison privée est basé sur l'apport de chaleur par des canaux de fumée ou des circulations de fumée. Ils peuvent être placés à la fois verticalement et horizontalement, ainsi que monter et descendre. L'efficacité d'un poêle dépend de la taille des conduits et de leur emplacement.

Les gaz de combustion, traversant le canal, dégagent de l'énergie sous forme de chaleur vers les parois, qui chauffent le four. Afin d'augmenter le transfert de chaleur, les canaux de fumée sont conçus de manière à ce qu'ils soient longs et changent souvent de direction.

La circulation des fumées d'un poêle moderne chauffant d'une maison privée peut être une section de 13 x 13, 13 x 26, 26 x 26 cm, leurs murs sont lissés (ils ne sont pas enduits, car si le plâtre est détruit, les canaux peut se boucher). L'accès aux circulations de fumée pour leur nettoyage de la suie s'effectue par des portes spéciales.

Pour obtenir une traction, qui contribue à l'élimination des gaz du combustible brûlé, une cheminée est agencée, qui est placée à l'extérieur de la maison - sur le toit. Le plus souvent, il est constitué d'une section circulaire, car le mouvement du gaz est quelque peu difficile dans les tuyaux avec des coins. De plus, les tuyaux ronds sont plus pratiques à nettoyer. En tant que matériau pour leur fabrication, des tuyaux en céramique ou en amiante-ciment sont utilisés.