Dans quelle mesure est-il approprié d'utiliser des sources alternatives d'énergie thermique pour organiser le chauffage? Actuellement, deux types d'approvisionnement en chaleur sont répandus - les systèmes géothermiques et solaires. Ce dernier est le plus populaire. Comment faire du chauffage solaire à la maison de ses propres mains: capteurs, batteries et schémas de câblage?
Utilisation de l'énergie solaire pour l'apport de chaleur
L'un des principes déterminants pour la construction de tout système de chauffage est l'opportunité. Ceux. tous les investissements doivent porter leurs fruits dans un certain laps de temps. À cet égard, le chauffage d'une maison à l'énergie solaire est l'investissement le plus efficace et le plus rentable financièrement.
L'énergie solaire est essentiellement une source de chaleur gratuite. Il peut être utilisé de plusieurs façons - pour équiper un système de chauffage ou pour réaliser un système autonome d'alimentation en eau chaude. Si vous étudiez attentivement les commentaires sur le chauffage à partir de panneaux solaires - vous pouvez identifier une relation intéressante. Plus le chauffage est professionnel (collecteurs d'usine, chauffage supplémentaire, contrôle électronique) - plus l'efficacité de l'apport de chaleur est élevée.
Quelles méthodes peuvent transformer l'énergie solaire en chaleur?
- Chauffage solaire - comme l'un des moyens de produire de l'énergie électrique. Le rayonnement agit sur la matrice des photocellules à résistance, entraînant une tension dans le circuit. À l'avenir, ce courant peut être utilisé pour se connecter à des appareils de chauffage;
- Chauffage moderne d'une maison privée capteurs solaires. Dans ce cas, il y a un transfert direct d'énergie thermique du rayonnement solaire au liquide de refroidissement. Ce dernier est situé dans un système de tuyauterie situé dans une enceinte scellée spéciale.
Le plus efficace est le chauffage solaire de cette dernière manière. Ainsi, une conversion d'énergie supplémentaire peut être évitée. Le soleil affectera directement le liquide de refroidissement, augmentant sa température. Cependant, le chauffage de l'énergie solaire de vos propres mains à l'aide de piles électriques est plus universel, car l'électricité peut être utilisée pour faire fonctionner d'autres appareils électriques dans la maison. Le choix est déterminé par le budget et la capacité requise du système.
Lors de l'installation de la batterie solaire, un certain angle d'inclinaison doit être observé. Selon la saison, elle devrait être de 30 ° (été) et 70 ° (hiver).
La pertinence de l'organisation du système solaire
Avant d'acheter ou de fabriquer le convertisseur vous-même, vous devez savoir si le chauffage d'une maison privée avec des panneaux solaires sera assez efficace. Pour cela, il est nécessaire de procéder à une analyse détaillée de tous les facteurs affectant l'efficacité du futur système.
Pour commencer, l'indicateur d'insolation solaire est déterminé. Il s'agit de la quantité d'énergie solaire tombant à la surface de la terre dans une région particulière. Le degré de chauffage du liquide de refroidissement ou la quantité de courant généré en dépendra. Les radiateurs solaires pour le chauffage domestique devraient idéalement fonctionner quelle que soit la saison. Cependant, en fait, c'est loin d'être toujours le cas.
De plus, un système de chauffage solaire passif peut modifier son efficacité de fonctionnement en raison de l'angle du panneau.Cela dépend de la saison. Pour déterminer l'énergie théoriquement possible, vous pouvez utiliser les données du tableau.
Déjà à partir de ces données, il est possible de calculer le capteur solaire de chauffage en tenant compte de ses caractéristiques techniques et opérationnelles. Mais en plus de cela, les facteurs suivants doivent être pris en compte:
- Emplacement de la maison. Les objets naturels ou artificiels ne doivent pas empêcher la chute des rayons du soleil - montagnes, hautes maisons, hautes forêts, etc.
- Lieu d'installation. Le chauffage solaire combiné nécessitera un grand espace - de 2 à 10 m². Le plus souvent, le toit de la maison est utilisé pour cela. De plus, il doit être adapté pour l'installation de capteurs ou de panneaux solaires;
- Puissance calorifique requise. Souvent, les systèmes de chauffage solaire d'une maison privée sont utilisés comme auxiliaires.
Ce n'est qu'après cette analyse que nous pourrons commencer à choisir un autre système de chauffage spécifique pour la maison. Les pertes de chaleur dans la maison sont calculées au préalable, le mode thermique optimal de chauffage est déterminé. Si le capteur solaire du système de chauffage est auxiliaire, le même indicateur du système d'alimentation en chaleur principal est ajouté à sa puissance nominale.
Lors du calcul, vous devez tenir compte de la masse de l'équipement. La surface du toit doit résister à cette charge.
Panneaux solaires pour le chauffage
La confusion se produit souvent - les capteurs solaires sont également appelés batteries. Mais en pratique, le premier type d'équipement est le plus souvent utilisé pour organiser le chauffage de la maison à l'énergie solaire.
Le principe du chauffage d'une maison privée avec des panneaux solaires est de convertir l'énergie thermique en énergie électrique. Pour cela, les composants suivants sont fournis dans la conception du panneau:
- Photocellules. Lorsque la lumière du soleil y pénètre, la formation du soi-disant photocourant se produit;
- Étui de protection transparent. Empêche les dommages aux photocellules;
- Convertisseurs de courant électrique - onduleurs, transformateurs, batteries, etc.
Ceux. En fait, une batterie de chauffage solaire est un excellent chargeur. Tout d'abord, il est conçu pour produire une énergie électrique bon marché. Son utilisation comme l'un des éléments chauffants n'est pas pratique. Pour chauffer une maison de 60 m² avec un taux d'isolation normal, 6 kW d'énergie thermique par heure seront nécessaires. Une batterie de chauffage solaire standard mesurant 284 * 254 mm a une puissance spécifique de 5 W / h. Ceux. Pour assurer l'apport de chaleur, une couverture de batterie de 82 m² est nécessaire.
Comme le montrent les calculs, cela est plus qu'impossible. C'est pourquoi ils préfèrent fabriquer un capteur solaire pour leur propre chauffage ou acheter des réglages d'usine.
Au lieu de chauffer une maison privée avec des panneaux solaires, ils peuvent être utilisés comme source d'électricité bon marché pour les appareils électroménagers de faible puissance.
Choisissez un capteur solaire
Pour un fonctionnement efficace du chauffage à l'énergie solaire, l'installation de capteurs est recommandée. Ils représentent un système de pipelines à travers lequel le liquide de refroidissement s'écoule. Pour la protection et une meilleure focalisation de l'énergie solaire, le design est protégé par un panneau en verre transparent.
Pour augmenter le fonctionnement efficace de l'équipement, différents types de liquide de refroidissement peuvent être utilisés, qui ne changeront pas leurs propriétés sous l'influence de températures négatives. Ceci est important pour les régions avec des hivers froids. De plus, il est nécessaire d'analyser soigneusement les offres sur le marché et de choisir la conception optimale.
Actuellement, les fabricants proposent plusieurs façons d'organiser le chauffage d'une maison privée par des capteurs solaires:
- Collecteur sous vide. La meilleure option pour organiser un système de chauffage solaire passif. Ils se caractérisent par une absence presque totale de perte de chaleur;
- Collecteur plat. Une option économique pour le chauffage solaire. Il s'agit d'un système de tuyaux protégés par un matériau transparent. Le plus souvent utilisé pour l'eau chaude en été. L'application pour le chauffage solaire combiné nécessite de prendre en compte le programme de température en hiver et un choix judicieux de liquide de refroidissement.
Le choix est largement déterminé par des calculs préliminaires - la puissance requise et la fréquence de l'apport de chaleur. En option économique, vous pouvez envisager la possibilité d'autoproduction de capteurs plats pour le chauffage à l'énergie solaire de vos propres mains.
Lors du choix d'un schéma de câblage, la zone de la structure doit être prise en compte. Elle aura un certain indicateur de dérive.
Collecteurs de vide pour le chauffage
L'un des problèmes de fonctionnement des radiateurs solaires pour chauffer une maison est une grande perte de chaleur. Ils sont dus aux particularités de fonctionnement - le panneau doit être situé à l'extérieur de la pièce chauffée pour absorber l'énergie solaire. Pour résoudre ce problème, un capteur solaire sous vide pour le système de chauffage a été développé.
La conception des collecteurs à vide se compose d'un boîtier externe et d'un système interne de tuyaux en verre. Pour une meilleure isolation, les canalisations sont séparées de l'environnement extérieur par une couche de vide avec de l'air évacué. En fait, toute l'installation est un grand thermos transparent.
Les spécificités du capteur solaire sous vide dans le système de chauffage sont les suivantes:
- L'utilisation d'un fluide spécial avec un seuil d'ébullition bas comme liquide de refroidissement. Dans ce cas, un transfert plus efficace de l'énergie thermique à travers l'échangeur de chaleur vers le milieu de chauffage principal - l'eau;
- Application d'un revêtement spécial sur la surface intérieure qui augmente la capacité d'absorption de l'énergie solaire thermique;
- Indépendance du travail de la température de l'air extérieur.
Pour le fonctionnement normal du système, il sera nécessaire de fournir une isolation thermique fiable de l'échangeur de chaleur. Vous devez également isoler le pipeline dans les endroits traversant des pièces non chauffées - un grenier, une tarte de toiture. Pour calculer le capteur solaire pour le chauffage, des schémas standard peuvent être utilisés. Mais il faut garder à l'esprit que son fonctionnement sera inefficace lorsque la température du liquide de refroidissement dans le circuit descendra à + 22 ° C.
En hiver, il est nécessaire de nettoyer la surface du collecteur du chapeau de neige. Par conséquent, vous devez réfléchir à l'avance à un moyen de mener à bien cet événement.
Capteurs solaires plats pour le chauffage
Pour créer un système de chauffage solaire pour une maison privée à moindre coût, des capteurs plats sont le plus souvent installés. Ils diffèrent du vide dans une conception simplifiée. Cependant, cela augmente les exigences pour leur fonctionnement.
Le collecteur plat dispose également d'un système de tuyauterie interne. Cependant, il est fabriqué à partir de tuyaux en cuivre ou en polymère. Pour la protection, du polycarbonate ou du verre trempé est utilisé. La surface interne est isolée avec un élément chauffant - laine minérale ou polystyrène. Sous l'influence de la lumière du soleil, les tubes chauffent et, par conséquent, la température du liquide de refroidissement augmente.
Pour un capteur solaire plat dans le système de chauffage, il existe des restrictions opérationnelles strictes:
- Seul l'antigel peut être utilisé comme caloporteur. Sinon, le gel de l'eau et la destruction du pipeline se produiront;
- Pour une meilleure circulation lors du transfert de chaleur, l'installation d'une pompe est nécessaire;
- À des températures inférieures à -10 ° C, l'efficacité du système diminue considérablement.
En raison de ce dernier facteur, il n'est pas recommandé d'organiser le chauffage de la maison à l'énergie solaire à l'aide de capteurs plats dans les régions à basses températures en hiver. Par conséquent, le plus souvent, ils fabriquent un capteur solaire plat pour le chauffage à faire soi-même pour l'approvisionnement en eau chaude en été, au printemps ou en automne.
Les experts recommandent de n'apporter de la chaleur en utilisant l'énergie solaire sur la base de capteurs plats que dans les régions du sud du pays avec des hivers relativement chauds.
Collectionneur de bricolage
Il convient de noter tout de suite qu'un capteur de ses propres mains ne fonctionnera pas pour assurer le chauffage solaire. Pour ce faire, utilisez la conception de production de la structure de vide décrite ci-dessus. Mais à la maison, il est presque impossible de le faire en raison du manque d'équipements et de fournitures nécessaires. Par conséquent, nous considérons l'une des méthodes les plus simples pour fabriquer une batterie de chauffage solaire pour l'approvisionnement en eau chaude.
Pour la production, les consommables suivants seront nécessaires:
- Feuille de polycarbonate en nid d'abeille. Pour l'approvisionnement en eau chaude d'une maison d'été ou d'une petite maison à l'aide d'un capteur solaire pour l'auto-chauffage, une feuille de 2 * 1 m suffira;
- Raccords de tuyaux en PVC et tuyaux flexibles. Avec leur aide, un système de circulation d'eau chauffée et son approvisionnement au consommateur seront réalisés;
- Profil de cadre pour plaques de plâtre et feuilles de polystyrène. Ils sont nécessaires pour créer un boîtier de protection dans un système de chauffage solaire passif.
Les nids d'abeilles doivent être placés horizontalement pour mieux chauffer l'eau. Ensuite, des coupes longitudinales sont réalisées dans les tuyaux en PVC. L'eau chauffée s'écoulera d'une feuille de polycarbonate. Dans les sections obtenues, une feuille est installée. Il ne doit pas entrer dans le tuyau jusqu'à ce qu'il s'arrête.
À l'aide d'un pistolet thermique, les joints sont isolés. Sans cet outil, il y a une forte probabilité de fuites dans le chauffage et l'approvisionnement en eau chaude sanitaire par le capteur solaire. Avant l'installation dans le cadre, il est impératif de réaliser un test d'étanchéité de la structure. Pour ce faire, il doit être rempli d'eau et vérifier visuellement les fuites.
Pour la fabrication du cadre, des profils galvanisés pour cloisons sèches seront nécessaires. Ils rempliront des fonctions de protection similaires à celles d'un radiateur solaire pour chauffer le chalet. Une couche d'isolation est installée sous la feuille de polycarbonate, puis un capteur solaire réalisé par lui-même se couche. Pour un chauffage plus efficace, il est recommandé de peindre la feuille en noir.
Lors du calcul du capteur solaire pour l'apport de chaleur, la position du soleil à un certain moment de la journée est prise en compte. La plus grande efficacité est obtenue lorsque l'angle d'incidence des rayons est strictement perpendiculaire à la surface de la structure.
La meilleure option est d'utiliser les systèmes de chauffage solaire d'une maison privée comme auxiliaire. Pour de meilleures performances, il est recommandé d'installer une batterie thermique. L'eau qu'il contient sera chauffée par le collecteur pendant la journée, et dans l'obscurité, l'énergie thermique accumulée sera transférée vers le liquide de refroidissement principal du système.
La vidéo montre un exemple de fabrication d'un capteur solaire à partir de tuyaux en polymère:
