Comment fabriquer un capteur solaire pour le chauffage de vos propres mains: un guide étape par étape

Capteur solaire à air: dispositif de schéma de conception

Pour fabriquer un capteur solaire à air à partir des moyens qui existent dans n'importe quel ménage, vous avez besoin d'un peu.

Tu auras besoin de:

• Planches en bois, barres, contreplaqué;
• Vis autotaraudeuses, clous ou autres attaches ;
• canettes en fer pour boissons;
• Peinture noire;
• Verre.

Tout d'abord, vous devez préparer une boîte en bois aux dimensions requises (longueur x largeur). La profondeur de la boîte doit être légèrement supérieure au diamètre des boîtes prévues pour l'utilisation. Les parois de la boîte peuvent être fixées avec des vis autotaraudeuses ou toute autre fixation appropriée. Ensuite, en haut et en bas de la boîte, en vous éloignant de 10 à 15 centimètres des parois supérieure et inférieure, vous devez installer des étagères sur toute la longueur desquelles percer des trous pour les canettes égales à leur diamètre.

Il est nécessaire de percer des trous dans les canettes, en coupant le goulot et le fond, obtenant ainsi un tuyau traversant qui ressemble à un petit conduit d'air. Vous devez connecter les boîtes en insérant la deuxième boîte dans le fond vide de la première boîte, la suivante dans celle-ci, et ainsi de suite sur toute la longueur de la boîte. Insérez ensuite le tuyau résultant des canettes dans la boîte à travers les trous percés à cet effet. Ainsi, il est nécessaire de remplir toute la boîte de canettes, sans compter l'espace entre la paroi supérieure et l'étagère supérieure dans laquelle les canettes sont fixées, et l'espace entre l'étagère inférieure et la paroi inférieure.

Les jonctions des étagères supérieure et inférieure avec les boîtes doivent être fixées avec des vis autotaraudeuses en perçant l'étagère avec la paroi de la boîte. L'air de la pièce pénétrera dans l'espace entre la paroi supérieure de la boîte et l'étagère supérieure, pour laquelle il est nécessaire de prévoir des trous, de préférence un couple. En passant à travers les canettes et en chauffant, l'air entrera dans un espace similaire entre l'étagère du bas et le mur, d'où il entrera dans la pièce par les trous, ici il faudra prévoir un ventilateur. Ainsi, un processus à part entière de circulation d'air et de chauffage devrait avoir lieu.

La boîte elle-même et les canettes installées doivent être dégraissées et peintes avec de la peinture noire mate (vous pouvez utiliser la moins chère) pour donner l'impression d'un design unique et augmenter le taux de chauffage.

Responsable de l'étape d'assemblage

La dernière étape consiste à assembler le boîtier, qui fixera tous les composants de l'appareil en une seule structure. À l'aide d'une feuille de contreplaqué et de blocs de bois, vous devez abattre un coffre-fort. Dans les barres de bois utilisées, découpez des rainures à l'avance, puis vous y insérerez un écran en polycarbonate (la profondeur des rainures est d'environ 0,5 cm). Les sorties de tube peuvent être réalisées une fois que tous les principaux composants ont été installés. Ensuite, dans la boîte en bois déjà assemblée, pour créer une poche d'air, vous posez une isolation en laine minérale. Montez un panneau avec une bobine sur la laine minérale. Rentrez les bords du coton afin que la bobine ne touche pas les parois de la boîte. Le panneau chauffant et le panneau en polycarbonate doivent également avoir une distance entre eux et ne pas se toucher.

La dernière étape consiste à traiter la carrosserie avec une solution hydrofuge spéciale et un émaillage (sauf pour la partie avant).

Capteur solaire de vieilles charpentes

C'est tout, le capteur solaire à faire soi-même est prêt. Pour l'activer, placez-le sur une structure de support en tournant sa partie avant vers le soleil afin que les rayons tombent sur la partie avant à l'angle le plus droit. Sur le toit, installez un réservoir pour l'accumulation d'eau, il servira de réservoir. Au sommet du réservoir, faites passer un tuyau relié au tube supérieur du collecteur, au bas du tube inférieur. En connectant l'eau selon ce schéma, vous assurerez un fonctionnement en mode de circulation naturelle.Selon les lois de la physique, l'eau chaude montera en direction du réservoir et l'eau froide déplacée entrera dans le collecteur pour être chauffée dans le serpentin. N'oubliez pas qu'il est nécessaire de fixer un tuyau et une vanne au réservoir pour puiser l'eau du réservoir, ainsi que pour le remplir d'eau neuve.

Collecteur d'air

Le collecteur d'air est l'un des développements les plus réussis. Mais les panneaux solaires de type air sont très rares. De tels appareils ne conviennent pas au chauffage domestique ou à l'approvisionnement en eau chaude. Ils sont utilisés pour la climatisation. Le caloporteur est l'oxygène, qui est chauffé sous l'influence de l'énergie solaire. Les panneaux solaires de ce type sont identifiés par un panneau en acier nervuré peint dans une teinte foncée. Le principe de fonctionnement de cet appareil est un apport naturel ou automatique d'oxygène aux habitations privées. L'oxygène à l'aide du rayonnement solaire se réchauffe sous le panneau, créant ainsi une climatisation.

Il est permis d'installer un collecteur d'air dans les maisons privées, les locaux commerciaux.

Classification de température

Les équipements solaires pour la maison sont souvent classés selon le type de fluide caloporteur. Aujourd'hui, sur le marché mondial, vous pouvez trouver des systèmes de liquide et d'air. De plus, les capteurs sont divisés en fonction du régime de température de fonctionnement, c'est-à-dire que la classification est appliquée en fonction de la température de chauffage maximale des éléments de travail. Il existe les types de systèmes suivants :

• basse température - le caloporteur des capteurs solaires est chauffé jusqu'à 50 ℃ ;
• température moyenne - la température du liquide en circulation ne dépasse pas 80℃ ;
• haute température - la température maximale du matériau de transfert de chaleur peut atteindre 300 degrés.

Les deux premières options conviennent le mieux à un usage domestique, tandis que les modèles de collecteurs à haute température sont plus souvent utilisés dans les secteurs manufacturier et industriel de l'économie. Cela est dû au fait que dans les systèmes de chauffage à eau à haute température, le processus de transformation de l'énergie solaire en chaleur est assez compliqué. Dans le même temps, de telles installations solaires occupent de grandes surfaces. Tous les propriétaires de biens immobiliers "datcha" ne peuvent pas se permettre un tel luxe.

Types de chauffe-eau solaires et leurs caractéristiques

Les chauffe-eau solaires sont un ensemble d'équipements permettant de chauffer l'eau à l'aide de l'énergie solaire. Un autre nom pour ces appareils est les capteurs solaires. Contrairement aux panneaux photovoltaïques qui utilisent la lumière du soleil pour produire de l'électricité, les chauffe-eau solaires reçoivent immédiatement de l'énergie thermique qu'ils transfèrent à un fluide caloporteur (eau, antigel, etc.).

Ils forment un système complet composé des éléments suivants :

• Collectionneur. Un panneau qui reçoit de l'énergie thermique et la transfère au liquide de refroidissement.
• Réservoir de stockage. Un récipient dans lequel de l'eau chauffée est accumulée et le liquide de refroidissement refroidi est remplacé par un flux fraîchement chauffé.
• Circuit de chauffage. Système de radiateurs conventionnels ou chauffage par le sol, réalisant l'énergie du fluide caloporteur. Dans certains types de système, le circuit de chauffage n'est pas inclus dans le volume du système de capteurs, recevant de l'énergie dans le réservoir de stockage, qui dans ce cas est un échangeur de chaleur.

Par type de circulation

La circulation du fluide caloporteur permet de recevoir de l'énergie thermique en contrepartie de l'énergie dégagée dans l'atmosphère intérieure de la maison. Il existe deux types :

1. Naturel. Le mouvement des couches liquides chauffées vers le haut avec leur remplacement par des couches plus froides est utilisé. Il ne nécessite aucun appareil ni utilisation d'électricité, mais dépend de nombreux facteurs - la position relative du collecteur, le stockage et d'autres éléments du système, la température, etc. Le mouvement des fluides est instable, capable d'augmenter et de diminuer.
2. Forcé. Les débits sont dirigés par une pompe de circulation. Il existe un mode stable avec un débit constant, ce qui vous permet de fournir un mode stable de chauffage de la maison.

Par type de collecteur

Il existe des conceptions de capteurs avec différentes efficacités, capacités et méthodes de transfert de chaleur. Parmi eux:

1. Ouvert. Longs plateaux plats ou gouttières en plastique noir dans lesquels l'eau circule. L'efficacité des collecteurs ouverts est très faible, mais la simplicité et le bon marché contribuent à leur popularité. Utilisé pour chauffer l'eau d'une douche extérieure ou d'une piscine.
2. Tubulaire (thermosiphon). L'élément principal est un tube coaxial avec une couche sous vide entre les couches externes, qui isole de manière fiable le contenu des tubes. La conception est efficace, mais coûteuse et irréparable.
3. Appartement. Ce sont des conteneurs fermés avec un panneau supérieur transparent. La surface interne est recouverte d'une couche de récepteur d'énergie thermique, qui la transfère à l'eau, qui se déplace à l'intérieur des tubes soudés au récepteur. Une conception simple et efficace, dans laquelle, pour plus d'effet, un vide est parfois créé pour l'isolation thermique.

Par type de circuit de circulation

1. Ouvert - utilisé pour fournir de l'eau chaude à une zone résidentielle. Le caloporteur dans ce cas est l'eau, qui est utilisée pour divers besoins domestiques et, par conséquent, elle n'entre plus dans le circuit.
2. Système à circuit unique - utilisé pour le chauffage domestique. Le liquide de refroidissement chauffé de cette manière est utilisé comme additif au liquide de refroidissement, qui a été chauffé par la méthode traditionnelle. Dans ce cas, le liquide de refroidissement chauffé passe dans le système de chauffage, après quoi il est à nouveau transféré vers le réservoir de réception et vers le collecteur.
3. Le système de chauffage à double circuit est le plus polyvalent. Il est possible de l'utiliser pour le chauffage en hiver ou pour l'approvisionnement en eau.

Système d'alimentation en eau et de chauffage à double circuit

Vous pouvez également choisir l'un des liquides de refroidissement possibles - eau, huile ou antigel. Après le collecteur, le liquide de refroidissement traverse un échangeur de chaleur, dans lequel la chaleur est transférée au deuxième circuit. Le deuxième liquide de refroidissement utilisé est déjà utilisé aux fins prévues - pour le chauffage ou l'approvisionnement en eau.

liquide de refroidissement

Pour de tels chauffe-eau, divers liquides de refroidissement sont utilisés: antigel, fluide lubrifiant et eau.

Application

Les systèmes solaires gagnent progressivement en popularité. Avec leur aide, ils résolvent de nombreux problèmes:

• Chauffer le liquide à la température requise.
• Améliorer les performances du système de chauffage.
• Chauffe-eau pour la piscine, pour une douche d'été.
• Chauffage de liquide pour d'autres besoins.

L'absorbeur, la partie la plus importante du système

La partie du capteur solaire qui reçoit, accumule et transfère la chaleur au liquide de refroidissement s'appelle l'absorbeur.C'est de cet élément que dépend l'efficacité de l'ensemble du système.

Cet élément est en cuivre, aluminium ou verre, suivi d'un revêtement. L'efficacité de l'absorbeur dépend plus du revêtement que du matériau qui le compose. Ci-dessous, sur la photo, vous pouvez voir quels revêtements sont disponibles et avec quelle efficacité ils peuvent absorber la chaleur.

La description du système indique l'absorption maximale possible de l'énergie solaire tombant sur l'absorbeur. "α" est le pourcentage d'absorption maximum possible. "ε" est le pourcentage de chaleur réfléchie.

Par type de bâtiment

Les absorbeurs diffèrent également par le type d'appareil, il n'y a plus que deux types:

La plume - agencé comme suit. Les plaques relient les tubes avec le liquide de refroidissement les uns aux autres. Les tubes eux-mêmes peuvent être interconnectés dans un système de plusieurs manières. Il s'agit d'un type simple d'absorbeur que vous pouvez fabriquer vous-même.

Cylindrique - dans ce cas, le revêtement est appliqué sur la surface en verre du ballon et utilisé dans les collecteurs sous vide. Grâce à ce dispositif, la chaleur se concentre plus juste au centre du tube où se trouve le dissipateur de chaleur, ou tige. Ce système fonctionne avec une plus grande efficacité qu'un système de stylet.

Est-il possible d'utiliser un capteur solaire en hiver

Pour une utilisation de l'appareil toute l'année, vous devez en savoir plus sur le fonctionnement du capteur solaire en hiver. La principale différence est le liquide de refroidissement. Comme l'eau peut geler dans les tuyaux du circuit, elle doit être remplacée par de l'antigel. Le principe du chauffage indirect fonctionne avec l'installation d'une chaudière supplémentaire. Ensuite, le schéma est :

• Une fois l'antigel chauffé, il viendra de la batterie située à l'extérieur dans le serpentin du réservoir d'eau et le réchauffera.
• Ensuite, de l'eau chaude sera fournie au système, refroidie.
• Assurez-vous d'installer un capteur de pression (manomètre), un purgeur d'air, un détendeur pour évacuer la surpression.
• Comme dans la version été, pour améliorer la circulation, il faut prévoir la présence d'une pompe de circulation.

Capteur solaire sur le toit de la maison en hiver

Comment fabriquer un chauffe-eau solaire de vos propres mains

L'appareil est un radiateur tubulaire, d'un diamètre de 1 pouce, placé dans une boîte en bois. La structure peut être isolée thermiquement avec de la mousse. À l'aide d'une tôle de fer galvanisée, il est nécessaire d'isoler en plus le bas de l'appareil. Assurez-vous de peindre les matériaux en noir pour accélérer le processus de chauffage, à l'exception du couvercle en verre, qui est peint en blanc.

En tant que récipient pour l'eau, vous pouvez utiliser un grand tonneau en fer, qui est placé dans une boîte en bois ou en contreplaqué. L'espace vide doit être rempli. Pour cela, la sciure de bois, le sable, l'argile expansée, etc. conviennent.

Outils et matériaux de bricolage pour un chauffe-eau

Pour construire un chauffe-eau solaire, les matériaux et outils suivants sont nécessaires :

• verre avec cadre;
• carton de construction sous le fond;
• bois ou contreplaqué pour une boîte sous un tonneau;
• couplage;
• remplissage pour espace vide (sable, sciure de bois, etc.);
• coins en fer de la doublure;
• tuyau pour le radiateur;
• attaches (par exemple, pinces);
• tôle de fer galvanisée;
• réservoir en fer de grand volume (300 litres suffisent);
• peinture noire, blanche et argentée;
• barres en bois.

Processus de fabrication d'un chauffe-eau solaire

Le processus de fabrication d'un capteur solaire de vos propres mains est non seulement passionnant, mais apporte également de nombreux avantages. Le dispositif créé permettra d'utiliser rationnellement le rayonnement solaire pour résoudre divers problèmes économiques. Les spécificités de la création d'un collecteur par étapes sont les suivantes :

1. Vous devez d'abord créer une boîte pour le réservoir, qui doit être renforcée avec des barres.
2. Un matériau d'isolation thermique est appliqué par le bas, au-dessus duquel une tôle est installée.
3. Un radiateur est placé sur le dessus, qui doit être correctement fixé avec des attaches préparées.
4. Les plus petites fissures dans le corps de la structure doivent être enduites et scellées.
5. Les tuyaux et les tôles doivent être peints en noir.
6. Le canon et la caisse sont peints en argent et après séchage, la cuve est installée dans une structure en bois.
7. L'espace vide est rempli de mastic préparé.
8. Pour assurer une pression constante, vous pouvez acheter une chambre aquatique avec un flotteur, qui est installée dans le réservoir de stockage d'eau.
9. La conception doit être placée dans un espace ensoleillé à un angle par rapport à l'horizon.
10. De plus, le système est interconnecté par des tuyaux (leur nombre et leur matériau dépendent de la taille et du type de projet).
11. Pour éviter la formation de poches d'air, vous devez commencer le remplissage par le bas du radiateur.
12. Selon un tel système, l'eau chauffée se déplace vers le haut, déplaçant ainsi l'eau froide, qui pénètre ensuite dans le radiateur et se réchauffe.

Si tout est calculé correctement, après un certain temps, de l'eau chaude sortira du tuyau de sortie. N'oubliez pas qu'un temps ensoleillé est une condition préalable. Ainsi, la température à l'intérieur du système de chauffe-eau peut être d'environ 70 degrés.La différence entre la température de l'eau à l'entrée et à la sortie sera de 10 à 15 degrés. La nuit, il est recommandé de bloquer l'accès à l'eau, afin d'éviter les déperditions de chaleur.

Les performances d'un tel appareil sont nettement inférieures aux radiateurs de magasin. L'efficacité d'un appareil fait maison sera bien inférieure, mais s'il n'est pas nécessaire d'acheter un système aussi coûteux, vous pouvez tout faire vous-même.

L'énergie solaire est une source de chaleur alternative

L'idée d'utiliser l'énergie solaire pour le chauffage n'est pas nouvelle. De plus, l'opportunité de son utilisation a été prouvée par les Américains, les Chinois, les Espagnols, les Israéliens et les Japonais.

Le marché regorge d'offres d'installations diverses pour convertir l'énergie solaire et son utilisation ultérieure pour les besoins des ménages.

Les systèmes solaires sont activement utilisés comme principale source de chaleur dans de nombreux pays du monde. Sous nos latitudes, il est encore utilisé en complément du système de chauffage.

Le coût des systèmes dépend de leur type, de leur surface et du matériau utilisé dans la fabrication. D'année en année, il y a une tendance à la baisse constante des prix pour tous les types d'installations solaires - systèmes solaires.

Cela les rend plus accessibles au grand public. C'est juste que tout le monde n'est pas prêt à faire un tel achat.

Mais, si vous le souhaitez, vous pouvez construire vous-même un système de chauffage solaire efficace, en dépensant beaucoup moins d'argent.

Un système de chauffage familier qui a parfaitement rempli ses fonctions pendant de nombreuses années devient de plus en plus cher. La raison en est la hausse globale du prix des ressources énergétiques dans le monde. Le désir naturel qui émane du propriétaire est d'économiser sur le chauffage, qui gruge une part importante du budget familial.

Ainsi, le système de chauffage solaire peut remplacer entièrement le combustible solide habituel, le gaz ou tout autre. Tout dépend du type et de la taille de la pièce dans laquelle il sera utilisé.

Une option adaptée à un grenier ne convient pas à un immeuble résidentiel, et un système qui répond aux besoins d'une résidence d'été ne peut pas faire face au chauffage d'un manoir à 2 étages.

Le remplacement complet du chauffage traditionnel par le chauffage solaire est parfois problématique. Le propriétaire craint que le système ne puisse pas faire face ou qu'il n'y ait pas assez d'espace pour installer le nombre de panneaux requis.

Par conséquent, un système de chauffage combiné est souvent utilisé, sans abandonner complètement l'équipement au gaz (électrique ou autre) installé. Le niveau de remplacement du chauffage conventionnel par le chauffage solaire peut atteindre 90 %.

De plus, le nombre annuel de jours ensoleillés de la zone dans laquelle se trouve le logement est important. De plus, la température moyenne quotidienne n'est pas si importante.

De nombreuses installations absorbent efficacement la lumière lors des journées glaciales d'hiver (capteurs solaires utilisant de l'antigel comme liquide de refroidissement).

En plus du chauffage, une installation solaire est capable de fournir à une maison de l'eau chaude et de l'électricité.

Prix ​​des appareils d'usine

La part du lion des coûts financiers pour la construction d'un tel système incombe à la fabrication des collecteurs. Ce n'est pas surprenant, même dans les échantillons industriels de systèmes solaires, environ 60% du coût incombe à cet élément structurel. Les coûts financiers dépendront du choix d'un matériau particulier.

Il convient de noter qu'un tel système n'est pas en mesure de chauffer la pièce, il ne fera que contribuer à économiser sur les coûts en aidant à chauffer l'eau du système de chauffage. Compte tenu des coûts énergétiques assez élevés consacrés au chauffage de l'eau, un capteur solaire intégré au système de chauffage réduit considérablement ces coûts.

Le capteur solaire est tout simplement intégré au système de chauffage et d'eau chaude sanitaire (+)

Pour sa fabrication, des matériaux assez simples et abordables sont utilisés. De plus, cette conception est totalement non volatile et ne nécessite aucune maintenance. L'entretien du système est réduit à une inspection périodique et au nettoyage du verre du collecteur de la contamination.

Avantages et inconvénients

Tous les types d'installations ont leurs caractéristiques positives et négatives. Pour les capteurs solaires aussi, il existe des indicateurs.

Avantages:

1. Le système de chauffage solaire permet d'économiser de l'énergie pour l'eau chaude.
2. Une partie des coûts de chauffage en hiver peut être réduite en utilisant le rayonnement solaire.

Moins :

1. Cela nécessitera la fabrication d'un tout nouveau système d'alimentation en chaleur, qui doit être installé dans les installations de chauffage traditionnelles et les appareils à eau chaude.
2. Les systèmes solaires ne peuvent pas garantir des pics de gel. Ici, vous devrez utiliser des appareils qui brûlent du carburant ou des installations électriques pour le chauffage des locaux.

Comment ça marche en hiver ?

Dans les systèmes de chauffage, en règle générale, des capteurs sous vide sont utilisés, cela est déterminé par leurs caractéristiques techniques et leurs conditions de fonctionnement.

L'élément principal du vide le capteur solaire est un tube à vide, qui consiste en:

• Un tube isolant en verre ou autre matériau qui transmet les rayons du soleil avec une perte minimale de leur puissance ;
• Cuivre, caloduc placé à l'intérieur du tube isolant;
• Feuille d'aluminium et couche absorbante situées entre les tubes ;
• Le couvercle du tube isolant, qui est un joint d'étanchéité qui assure le vide dans l'espace interne de l'appareil.

Le système fonctionne comme suit :

1. Sous l'influence de l'énergie solaire, le caloporteur du circuit tubulaire s'évapore et monte, où il se condense dans l'échangeur de chaleur du collecteur, transfère sa chaleur au liquide de refroidissement du circuit externe, puis s'écoule et le processus se répète.
2. Le caloporteur du circuit externe, de l'échangeur de chaleur du capteur solaire, est acheminé vers le réservoir de stockage, où l'énergie thermique reçue est transférée au caloporteur du système de chauffage et d'eau chaude.
3. La circulation du liquide de refroidissement du circuit externe est réalisée en installant une pompe de circulation et des systèmes d'automatisation qui assurent le fonctionnement du système en mode automatique.
4. Le complexe du système d'automatisation comprend un contrôleur, des capteurs et des commandes qui fournissent les paramètres établis du fonctionnement du système (température, débit de fluide dans le système ECS, etc.)

Pour que ce système soit efficace et fasse face aux tâches fixées, y compris pendant la période hivernale, le système prévoit l'installation de sources d'énergie redondantes.Il peut s'agir d'un système de chauffage additionnel utilisant un caloporteur, comme dans le schéma ci-dessus, lorsque le caloporteur du circuit additionnel est chauffé en utilisant différents types de combustibles (gaz, biocarburant, électricité). De plus, une tâche similaire peut être effectuée en installant des éléments chauffants électriques directement dans le réservoir de stockage. Le fonctionnement des sources d'énergie de secours est contrôlé par le système d'automatisation, y compris ces dispositifs en fonctionnement, le cas échéant.

Comment fonctionne un capteur solaire ?

Le principe de fonctionnement du collecteur est basé sur l'absorption (absorption) de l'énergie thermique du soleil par un dispositif de réception spécial et son transfert avec des pertes minimales vers le liquide de refroidissement. Des tubes de cuivre ou de verre peints en noir sont utilisés comme récepteurs.

Après tout, on sait que les objets de couleur foncée ou noire sont mieux absorbés par la chaleur. Le liquide de refroidissement est le plus souvent de l'eau, parfois de l'air. De par leur conception, les capteurs solaires pour le chauffage domestique et l'approvisionnement en eau chaude sont des types suivants:

• air;
• plat d'eau;
• vide d'eau.

Entre autres, le capteur solaire à air se distingue par sa conception simple et, par conséquent, le prix le plus bas. C'est un panneau - un récepteur de rayonnement solaire en métal, enfermé dans un boîtier scellé. La tôle d'acier pour un meilleur transfert de chaleur est munie de nervures sur la face arrière et est posée sur le fond avec une isolation thermique. Du verre transparent est installé à l'avant et sur les côtés du boîtier, il y a des ouvertures avec des brides pour connecter des conduits d'air ou d'autres panneaux, comme indiqué sur le schéma:

Je dois dire que l'installation de capteurs solaires avec chauffage à air a ses propres caractéristiques.En raison de leur faible efficacité, plusieurs panneaux similaires combinés en une batterie doivent être utilisés pour le chauffage des locaux. De plus, vous aurez certainement besoin d'un ventilateur, car l'air chauffé des capteurs situés sur le toit ne descendra pas tout seul. Le schéma de circuit du système d'air est illustré dans la figure ci-dessous :

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Comment fonctionne un capteur solaire ?

Le principe de fonctionnement du collecteur est basé sur l'absorption (absorption) de l'énergie thermique du soleil par un dispositif de réception spécial et son transfert avec des pertes minimales vers le liquide de refroidissement. Des tubes de cuivre ou de verre peints en noir sont utilisés comme récepteurs.

Après tout, on sait que les objets de couleur foncée ou noire sont mieux absorbés par la chaleur. Le liquide de refroidissement est le plus souvent de l'eau, parfois de l'air. De par leur conception, les capteurs solaires pour le chauffage domestique et l'approvisionnement en eau chaude sont des types suivants:

• air;
• plat d'eau;
• vide d'eau.

Entre autres, le capteur solaire à air se distingue par sa conception simple et, par conséquent, le prix le plus bas. C'est un panneau - un récepteur de rayonnement solaire en métal, enfermé dans un boîtier scellé. La tôle d'acier pour un meilleur transfert de chaleur est munie de nervures sur la face arrière et est posée sur le fond avec une isolation thermique. Du verre transparent est installé à l'avant et sur les côtés du boîtier, il y a des ouvertures avec des brides pour connecter des conduits d'air ou d'autres panneaux, comme indiqué sur le schéma:

Je dois dire que l'installation de capteurs solaires avec chauffage à air a ses propres caractéristiques.En raison de leur faible efficacité, plusieurs panneaux similaires combinés en une batterie doivent être utilisés pour le chauffage des locaux. De plus, vous aurez certainement besoin d'un ventilateur, car l'air chauffé des capteurs situés sur le toit ne descendra pas tout seul. Le schéma de circuit du système d'air est illustré dans la figure ci-dessous :

Le dispositif et le principe de fonctionnement d'un capteur solaire à air

Le capteur solaire à air se compose de plusieurs parties principales :

Schéma de travail d'un capteur solaire à air

• L'ensemble de la structure du collecteur est placé dans un boîtier durable et étanche, qui est nécessairement équipé d'un isolant thermique. La chaleur qui a pénétré à l'intérieur du collecteur ne doit pas "fuir" vers l'extérieur.
• La partie principale de tout capteur est un panneau solaire, également appelé absorbeur ou absorbeur. La tâche de ce panneau est de recevoir l'énergie solaire puis de la transférer dans l'air, il doit donc être constitué d'un matériau ayant la conductivité thermique la plus élevée. Ces propriétés disponibles dans la vie quotidienne sont le cuivre et l'aluminium, moins souvent l'acier. Pour un meilleur transfert de chaleur, la partie inférieure de l'absorbeur est rendue aussi grande que possible, de sorte que des nervures, une surface ondulée, une perforation et d'autres méthodes peuvent être utilisées. Pour une meilleure absorption de l'énergie solaire, la partie réceptrice de l'absorbeur est peinte dans une couleur mate foncée.
• La partie supérieure du collecteur est scellée hermétiquement avec une isolation transparente, qui peut être en verre trempé ou en plexiglas, ou en verre polycarbonate.

Le capteur solaire est orienté vers le sud et la surface est inclinée de manière à ce que le maximum d'énergie solaire atteigne la surface.Comme le disent les experts - pour un ensoleillement maximal. L'air extérieur froid pénètre naturellement ou en force dans la partie réceptrice, traverse les ailettes de l'absorbeur et ressort par l'autre partie, munie d'une bride de jonction avec le conduit d'air menant au local chauffé. Il convient de noter qu'il existe de nombreuses options de conception de capteurs solaires et ce qui précède n'est présenté qu'à titre d'exemple.

Le chauffage de l'air à l'aide de capteurs solaires ne peut pas remplacer complètement le chauffage principal dans notre zone climatique, mais ce sera une très bonne aide même les jours d'hiver ensoleillés et glaciaux.

Comment fonctionne le collecteur - c'est simple

Chacune des structures considérées dans l'article pour convertir l'énergie solaire en énergie thermique comporte deux composants principaux - un échangeur de chaleur et un dispositif de batterie captant la lumière. Le second sert à capter les rayons du soleil, le premier à les transformer en chaleur.

Le collecteur le plus progressif est le vide. Dans celui-ci, des accumulateurs-tuyaux sont insérés les uns dans les autres et un espace sans air est formé entre eux. En fait, on a affaire à un thermos classique. Le collecteur sous vide, de par sa conception, assure une isolation thermique idéale de l'appareil. Soit dit en passant, les tuyaux qu'il contient ont une forme cylindrique. Par conséquent, les rayons du soleil les frappent perpendiculairement, ce qui garantit que le collecteur reçoit une grande quantité d'énergie.

Appareils à vide progressifs

Il existe également des dispositifs plus simples - tubulaires et plats. Le collecteur de vide les surpasse à tous points de vue. Son seul problème est la complexité relativement élevée de la fabrication. Vous pouvez assembler un tel appareil à la maison, mais cela demandera beaucoup d'efforts.

Le fluide caloporteur des capteurs solaires pour le chauffage en question est l'eau, qui coûte peu, contrairement à tous les combustibles modernes, et n'émet pas de dioxyde de carbone dans l'environnement. Un appareil de capture et de conversion des rayons du soleil, que vous pouvez fabriquer vous-même, avec des paramètres géométriques de 2x2 mètres carrés, est capable de vous fournir environ 100 litres d'eau chaude par jour pendant 7 à 9 mois. Et les structures de grande taille peuvent également être utilisées pour chauffer une maison.

Si vous souhaitez fabriquer un collecteur pour une utilisation toute l'année, vous devrez y installer des échangeurs de chaleur supplémentaires, deux circuits avec un agent antigel et augmenter sa surface. De tels appareils vous fourniront de la chaleur par temps ensoleillé et nuageux.

La différence entre les panneaux solaires et les capteurs

Avant de poursuivre la description des principales caractéristiques et de la portée des systèmes solaires pour le chauffage de l'eau, vous devez comprendre en quoi les panneaux solaires diffèrent des capteurs.

1) Batterie solaire - appareil, qui génère de l'électricité à partir de l'énergie du Soleil à l'aide de photocellules très sensibles, combinées en un seul système autonome. Les convertisseurs photovoltaïques produisant du courant continu, un onduleur est en outre utilisé, ce qui permet d'obtenir un courant alternatif adapté aux besoins domestiques : électricité et éclairage.

2) Capteur solaire - un système divisé fonctionnel, dont la tâche principale est l'absorption du rayonnement proche infrarouge et de la lumière solaire visible. Les batteries génèrent du courant et les collecteurs chauffent le fluide à l'intérieur des tubes. C'est leur principale différence.

Le liquide de refroidissement pour capteurs solaires est sélectionné en tenant compte de la période de l'année, ainsi que des caractéristiques de fonctionnement. Pour les structures multifonctionnelles, l'antigel (antigel) est généralement utilisé et les systèmes de type saisonnier sont remplis d'eau. Aujourd'hui, vous pouvez acheter une option plus polyvalente - un capteur solaire hybride. Cet appareil est intéressant en ce qu'il produit simultanément de l'électricité et chauffe de l'eau. Les avantages de son utilisation sont évidents: les modules photovoltaïques sont refroidis par un système actif d'évacuation de la chaleur, grâce auquel deux fois plus d'électricité est générée, et les ressources thermiques excédentaires sont dépensées pour chauffer l'eau.

Comment faire un capteur solaire de vos propres mains

capteur solaire peut être fait de vos propres mains, obtenant ainsi un chauffage naturel et économisant une somme importante lors du paiement de l'électricité.

La production comprendra plusieurs étapes :

• Détermination de l'objectif - ce sera un collecteur d'air (pour le chauffage) ou un collecteur d'eau (pour chauffer l'eau);
• Suppression des dimensions requises du futur collecteur, préparation du schéma de conception;
• Fabrication de la carrosserie, son isolation ;
• Installation des éléments constitutifs du collecteur (tubes à vide, qui sont un échangeur de chaleur fait maison);
• Le dispositif des ouvertures d'une entrée/sortie ;
• Vitrage de la structure finie (vous pouvez également utiliser du polycarbonate ou un film, mais le verre est toujours meilleur).

Vous pouvez utiliser la plupart des matériaux disponibles dans la maison, par exemple, comme absorbeur, on trouve souvent l'utilisation de carton ondulé peint en noir.

Conception de capteurs solaires

Conception de capteurs solaires

Les unités considérées ont une conception assez simple.En général, le système comprend une paire de collecteurs, une chambre avant et un réservoir de stockage. Le travail du capteur solaire s'effectue selon un principe simple : lors du passage des rayons du soleil à travers le verre, ils sont convertis en chaleur. Le système est organisé de manière à ce que ces rayons ne puissent pas sortir de l'espace clos.

L'usine fonctionne selon le principe du thermosiphon. En cours de chauffage, le liquide chaud se précipite, déplaçant l'eau froide de là et la dirigeant vers la source de chaleur. Cela vous permet de refuser même l'utilisation d'une pompe, car. le liquide circulera tout seul. L'installation accumule l'énergie solaire et la stocke à l'intérieur du système pendant une longue période.

Les composants pour l'assemblage de l'installation en question sont vendus dans des magasins spécialisés. À la base, un tel collecteur est un radiateur tubulaire installé dans une boîte spéciale en bois, dont l'une des faces est en verre.

Pour la fabrication dudit radiateur, des tuyaux sont utilisés. L'acier est le matériau de tuyau préféré. L'entrée et la sortie sont réalisées à partir de tuyaux traditionnellement utilisés en plomberie. Des tuyaux de ¾ de pouce sont généralement utilisés, les produits de 1 pouce fonctionnent également bien.

La grille est fabriquée à partir de tuyaux plus petits avec des parois plus minces. Le diamètre recommandé est de 16 mm, l'épaisseur de paroi optimale est de 1,5 mm. Chaque grille de radiateur doit comprendre 5 tuyaux de 160 cm de long chacun.

Capteurs solaires

Fabriquer un appareil en carton ondulé

Il s'agit d'une conception de capteur solaire encore plus simple. Vous le construirez beaucoup plus rapidement.

Première étape.Tout d'abord, fabriquez une boîte en bois de la même manière que dans la version précédente. Ensuite, posez une poutre le long du périmètre du mur arrière (environ 4x4 cm) et posez de la laine minérale sur le fond.

Seconde phase. Faites un trou de sortie au fond.

Troisième étape. Poser du carton ondulé sur la poutre et repeindre celle-ci en noir. Bien sûr, si c'était à l'origine une couleur différente.

Quatrième étape. Faites des perforations sur toute la surface du carton ondulé pour la circulation de l'air.

Cinquième étape. Si vous le souhaitez, vous pouvez glacer toute la structure avec du polycarbonate - cela augmentera la température de chauffage de l'absorbeur. Mais n'oubliez pas que vous devez également prévoir une sortie pour le flux d'air de l'extérieur.

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).