Le chauffe-eau solaire est un type de collecteur qui accumule le rayonnement solaire, la convertissant en chaleur et produit de l'eau chaude pour les besoins des consommateurs. L'idée d'utiliser de l'énergie solaire pour le chauffage de l'eau est longue. Ainsi, le prototype d'un chauffe-eau solaire moderne a été créé au XVIIIe siècle en Suisse. À ce jour, cette méthode de chauffage de l'eau est assez populaire. Le leader mondial sur l'utilisation et la production d'appareils de chauffage solaire est traditionnellement la Chine. Dans ce pays, 60 millions de ménages utilisent de l'énergie solaire pour le chauffage de l'eau. Et en Israël, 85% des appartements ont des radiateurs solaires. De plus, leur utilisation est régie par la loi, valide depuis 1976 et oblige à construire des logements à l'aide de tels systèmes.
Schéma du système photoélectrique solaire.
Les chauffe-eau ont plusieurs avantages. Premièrement, ils permettent de ne pas être éliminés du tout, puis réduire considérablement la consommation de transporteurs d'énergie traditionnels, tels que le gaz et l'électricité. Deuxièmement, ils réduisent les émissions de dioxyde de carbone dans la quantité, directement proportionnelle à l'énergie savoureuse, réduisant ainsi l'effet de serre.
Buck pour le chauffage de l'eau avec leurs propres mains
Schéma de modules solaires.
L'appareil de chauffage solaire le plus courant est une douche d'été. Vous pouvez construire un tel système d'eau chaude avec vos propres mains. C'est tout à fait facile. La base de celui-ci est un réservoir pour l'eau, chauffé par le rayonnement solaire. Malgré sa primitivité, une telle structure est tout à fait capable de satisfaire le besoin d'eau chaude dans la saison chaude.
Le plus grand inconvénient de cette méthode de chauffage est que, malgré la température suffisamment élevée de l'eau dans le réservoir pendant la journée (parfois jusqu'à 45 ° C), elle tombe du jour au lendemain. Afin de réduire la perte de chaleur la nuit, il est nécessaire d'isoler le réservoir pendant une nuit ou de fusionner les vestiges d'eau chaude dans un réservoir réchauffé. Un tel réservoir peut servir de chaudières à gaz ou à chaudières électriques, largement utilisées dans les ménages. Le choix de la chaudière en tant que lecteur est également justifié parce que sur une journée nuageuse, l'eau dans le réservoir ne réchauffera pas 30 ° C et, dans tous les cas, il faut au chaud.
Un tel appareil de chauffage fabriqué par ses propres mains servira de manière fiable et économique de guérir en été et de payer rapidement pour elle-même.
Choisir ce type d'appareil de chauffage solaire, il est nécessaire de prendre en compte les différents inconvénients:
- la nécessité de remplir quotidiennement et de fusionner le réservoir;
- Par une journée nuageuse, l'eau dans le réservoir n'est pas chauffée au-dessus de 30 ° C.
Article sur le sujet: Capteur de chaleur: Comment connecter le thermostat
Installation de réservoir d'eau
Schéma d'hélosystème de chauffage de l'eau.
Pour la construction d'un réservoir d'eau solaire, nous en aurons besoin:
- réservoir de chauffage;
- Chaudière;
- Tuyau d'eau avec trois grues;
- Capteur de niveau d'eau.
Vous pouvez utiliser n'importe quel réservoir d'eau comme réservoir de chauffage: barillet d'acier, cube ou même un tuyau de grand diamètre. Cependant, le plus pratique pour l'installation et l'utilisation est un réservoir de polyéthylène spécial pour l'âme d'été avec un volume pouvant atteindre 300 litres. Il a une forme plate, un poids léger, un noir peint, pas la rouille. Tout cela fournit une installation rationnelle de l'absorption thermique et une installation simple avec leurs propres mains. Pour l'alimentation en eau, les tuyaux métalliques ou polypropylène pour l'eau froide doivent être sélectionnés. Le capteur de niveau d'eau est fixé sur le couvercle du réservoir et est utilisé pour contrôler son niveau de remplissage. Le schéma de montage et de fonctionnement de ce système est indiqué sur la figure.
Pour remplir le réservoir de chauffage, il est nécessaire de fermer la grue 3. La grue 1 et 2 restent en position ouverte. Après avoir rempli la capacité, la plomberie de pression est chevauchée par une grue 1. À la fin de la journée, l'eau chauffée est fusionnée dans la chaudière en ouvrant la grue 3. Si le chauffage n'est pas nécessaire, la grue 3 doit être recouverte et utilisez une chaudière en mode normal.
Système de chauffage d'eau passif utilisant un collecteur solaire
Schéma du principe de fonctionnement et du dispositif de la batterie solaire.
Si le réservoir de chauffage d'eau est utilisé exclusivement dans la saison chaude, le collecteur solaire de type passif permet d'étendre la période d'utilisation de l'énergie solaire de mars à octobre. Un tel système passif est appelé car la pompe n'est pas utilisée dans sa conception. La nécessité de dessiner l'eau par la chaudière dans ce cas aussi. Cependant, des économies d'énergie substantielles sont incontestables.
L'élément principal de ce système de chauffage d'eau est un collecteur solaire. Afin de réaliser des indicateurs de performance maximaux de cet élément, ainsi que de la fiabilité et de la simplicité de l'assemblage, une attention particulière devrait être accordée à l'échangeur de chaleur. La pratique a montré que les tuyaux à paroi mince en acier ou en cuivre sont le meilleur matériau de l'échangeur de chaleur. L'utilisation de tuyaux en métal-plastique est également admissible, mais leur moins est la probabilité de déformation lorsqu'elle est exposée à la chaleur solaire, ainsi que la probabilité de fuites d'eau en raison d'une variété de composés. S'il y a un vieux réfrigérateur inutile dans la maison, alors au lieu de tuyaux, vous pouvez utiliser sa serpentine.
Assemblage et installation d'un chauffe-eau solaire à l'aide d'un tuyau de jardin avec vos propres mains
Schéma de la grille de puissance lors de l'utilisation de panneaux solaires.
Pour réduire le coût de la construction d'un collecteur solaire et réduire son poids, les tuyaux métalliques peuvent être remplacés par un simple tuyau de jardin, la tortillant dans une spirale avec leurs propres mains. Son avantage est l'absence de composés supplémentaires, éliminant ainsi les fuites, à faible coût, la possibilité de résumer directement de l'eau du collecteur directement au pipeline.
Article sur le sujet: Est-il possible de peindre en outre du papier peint Fliesline
Pour la construction d'un chauffe-eau solaire avec un collecteur du tuyau de jardin, nous aurons besoin:
- Verre de fenêtre;
- tuyau d'arrosage;
- Feuille de polycarbonate de polypropylène ou cellulaire pour la base.
Matériau du tuyau - Caoutchouc ou en PVC renforcé. Diamètre intérieur - pas moins de 19 mm pour réduire le niveau de résistance hydraulique. L'épaisseur de la paroi du tuyau n'est pas inférieure à 2,5 mm. Lorsque vous choisissez une couleur pour donner la préférence aux tons noirs ou sombres pour améliorer la chaleur. Le verre doit être choisi par la fenêtre, sans revêtements sélectifs, car le film polymère et le verre organique retardent mal les rayons à ondes longues, et le soi-disant I-Verre reflète une courtewave. Lors du choix entre un seul et un double vitrage, la règle doit être guidée par la règle: si le chauffage sera utilisé plus souvent dans la saison chaude, la préférence est préférable de donner un vitrage simple si la saison froide est double. L'écart entre la mousse et le verre peut être scellé de leurs mains à l'aide de la silicone, de la colle à base d'eau ou du simple tampon de mousse. La distance entre le verre et le tuyau est de 1,2 à 2 mm.
Le principe d'action d'un tel chauffe-eau réside dans une sorte de piège thermique: les rayons du soleil tombent à travers le verre, le tuyau est chauffé, ce qui, à son tour, donne également la chaleur, persistant à l'intérieur du boîtier du chauffe-eau sous la condition de son étanchéité. Comme base pour le chauffe-eau, au lieu d'une feuille de mousse, une structure en bois avec un fond solide et une couche entre le bas et le collecteur sous la forme d'une feuille et un tapis en caoutchouc peuvent être utilisés.
L'installation du chauffe-eau solaire du tuyau de jardin est décrite dans le diagramme.
Lors de l'installation du chauffe-eau, vous devez connaître avec vos propres mains que la chaudière doit être à un niveau d'au moins 60 cm au-dessus du bord supérieur du collecteur solaire pour fournir un effet thermophone stable. La longueur du tuyau d'alimentation entre le collecteur et la chaudière doit être aussi courte pour réduire la force de friction lorsqu'elle coule de l'eau.
Schéma de bobine pour chaudière.
Pour réduire la perte de chaleur, les conclusions du tuyau et du pipeline doivent être isolées thermiquement. Pour l'isolation thermique à l'intérieur, ainsi que dans des portions courtes du pipeline, l'isolation de la mousse de polyéthylène à ces fins peut être utilisée à ces fins. Pour l'isolation thermique des conclusions externes et des pipelines de plus de 3 m, il est préférable d'utiliser une mousse de polyuréthane de feuille. Pour connecter le tuyau au pipeline, la pince est utilisée pour les tuyaux en caoutchouc.
Vous devez d'abord remplir le tuyau avec de l'eau et libérer l'air: nous fermons la grue 2 et ouvrez la grue d'eau chaude 6. L'eau de l'alimentation en eau sous pression 1 tombe dans le collecteur solaire 1. Lorsque des bulles d'air disparaissent, Nous allons disparaître dans l'eau de vidange, nous concluons qu'il n'y a pas d'embouteillage aérien dans le collectionneur. Ensuite, nous ouvrons la grue 2 et l'eau froide sous l'action de l'effet thermosifone entre dans le radiateur. Pour arrêter le travail du collectionneur, superposez une grue 3. Un minimum de cet appareil de chauffe-eau solaire est nécessaire d'allumer périodiquement l'alimentation en eau du collecteur de la grue 3, ainsi que de l'utilisation d'une chaudière pour guérir l'eau à la fin de la journée par temps nuageux et pendant la saison froide. Sinon, il cesse de circuler.
Article sur le sujet: Comment éliminer rapidement le papier peint vinyle des murs
Calcul des performances du chauffe-eau passif
Pour calculer les performances du chauffe-eau passif, les indicateurs suivants seront nécessaires:- diamètre du tuyau;
- température de l'air;
- Le nombre moyen d'heures ensoleillées pour la période.
On sait que 1 m du tuyau, dont le diamètre extérieur est de 25 mm, à la température de l'air +25 ºС sur une journée ensoleillée chauffe 3,5 litres d'eau à une température de +45 ºC et avec une augmentation de la température de l'air à +32 ºС dans les mêmes conditions - +50 ºС. L'indicateur annuel moyen du nombre de Sunshine pour Moscou et la région de Moscou est de 5,5 heures, en tenant compte des jours nuageux. Ainsi, avec une longueur du tuyau de 10 m dans le collecteur, les performances seront les suivantes: 3,5 * 10 * 5,5 = 192,5 L d'eau chauffée. La limite inférieure de la température de l'air à laquelle le travail du collecteur est utile est de +5 ºС. Lorsque la température diminue, l'eau du collecteur doit être fusionnée.
L'efficacité de l'utilisation d'un chauffe-eau solaire
Il existe une opinion que la Russie ne convient pas à l'utilisation de l'énergie solaire pour guérir l'eau due à un climat suffisamment froid. Cependant, ce n'est pas le cas. Afin de déterminer si les appareils de chauffage solaire sont efficaces dans nos latitudes, nous opérons avec un tel concept que l'insolation (la quantité d'énergie solaire tombant sur la surface du sol). Sur le territoire de la Russie, le taux d'insolation annuel varie de 800 à 1900 kW / m2. Dans la région de Moscou, cet indicateur est de 1100 kWh / m2. Par exemple, en Allemagne, avec un indicateur d'insolation similaire, ces systèmes couvrent la superficie totale de plus de 6 millions de m2.
Les radiateurs solaires sont pleinement applicables dans les latitudes moyennes de notre pays. Ils sont capables d'économiser jusqu'à 60% de l'électricité. Selon des études menées par l'Institut allemand de la physique de la construction, la famille moyenne de 4 personnes consomme en moyenne 4400 kWh dans un an. Ces quantités d'énergie peuvent produire des modules solaires d'une superficie de seulement 34 m2. Et même si le chauffe-eau solaire fabriqué par ses propres mains cédera la place à un analogue de la production industrielle, des économies d'énergie restent encore tangibles.