Capteur solaire à faire soi-même: nous fabriquons un capteur solaire pour le chauffage de l'eau et pour le chauffage. Chauffe-eau solaire fait maison fabriqué à partir de bouteilles en plastique Méthode de circulation d'eau chaude

Concept de projet

L'essence du capteur solaire est que l'eau froide du réservoir s'écoule par gravité dans le capteur. L'eau chauffée monte à travers les canaux et retourne au réservoir. Ainsi, la circulation naturelle est créée dans un système fermé.
Le collecteur est constitué d'une feuille de polycarbonate ou d'un autre plastique avec des carrés creux le long de l'intérieur. Pour augmenter l'absorption de la lumière du soleil et améliorer les performances du capteur (la vitesse à laquelle l'eau est chauffée), le plastique peut être peint en noir. Mais ici, il est important de se rappeler que la feuille est en polycarbonate plutôt mince.Par conséquent, avec un fort chauffage en l'absence de circulation, elle peut se ramollir ou se déformer, ce qui entraînera une fuite d'eau.
Il convient également de noter que cet appareil ne convient pas pour une installation dans des locaux résidentiels à des fins d'alimentation en eau chaude. Ce projet expérimental est plus adapté pour équiper une douche d'été dans un chalet d'été.

Outils et matériels

Parmi les outils dont vous aurez besoin:

• Scie circulaire et à main.
• Perceuse électrique.
• Roulette.
• Tournevis.
• Pistolet à colle en silicone.
• Agrafeuse de construction.

Matériaux pour le collectionneur:

• Feuille de polycarbonate avec canaux creux.
• Tube ABS.
• 4 bouchons pour tubes.
• Mamelons en plastique de 2 ½ pouces avec filetage et raccord de tuyau.
• Tube d'étanchéité en silicone.
• Peinture en aérosol, si la peinture est prévue.

Matériaux du cadre:

• 1 feuille de contreplaqué.
• Feuille de polystyrène expansé. Vous pouvez également utiliser des carrés de mousse.
• Poutre en bois d'une section de 100 × 100 mm.
• Pellicule plastique, scotch.
• Boulons, écrous, rondelles, supports de fixation.

Matériaux pour organiser la circulation de l'eau:

• Un réservoir ou un récipient d'eau approprié.
• Pour connecter le réservoir, vous avez besoin d'un tuyau d'arrosage, dont la longueur dépend de la distance entre le réservoir d'eau et le collecteur lui-même.
• Plusieurs pinces pour connecter le tuyau.

Pour plus de clarté lors du test des performances du collecteur de chauffe-eau, j'ai utilisé un thermomètre numérique.

Technologie d'assemblage de capteurs solaires étape par étape

Tout d'abord, vous devez couper la feuille de polycarbonate aux dimensions requises. J'ai prévu de faire un collecteur mesurant 1 × 2 mètres, et je suis parti de ce fait. L'ordre des travaux est le suivant:

Pour que le scellant sèche bien, la structure assemblée doit rester immobile pendant environ une journée, après quoi vous pouvez procéder à la vérification de l'étanchéité. Pour ce faire, des tuyaux sont connectés à l'adaptateur d'entrée et de sortie, dont l'un est connecté à l'alimentation en eau. Une fois le collecteur complètement rempli d'eau, tous les joints et connexions sont vérifiés pour détecter les fuites. Si une fuite est détectée, l'eau est drainée et, après séchage, le joint défectueux est à nouveau scellé.
Pour pouvoir calculer la productivité et l'efficacité du réservoir, vous devez connaître son volume. Pour ce faire, l'eau du collecteur doit être évacuée dans un récipient. Par exemple, mon tableau de bord contient 7,2 litres (tuyaux compris).

Fabrication de châssis et assemblage de panneaux

En principe, le capteur peut déjà être utilisé en le plaçant sur un toit ou une autre surface plane et fixe. Mais j'ai décidé de faire une sorte de valise pour le panneau en plastique afin de réduire les risques de dommages lors du levage / abaissement du toit du cabanon, dans lequel j'ai décidé d'équiper une douche extérieure, car je songe à l'enlever pour l'hiver.
L'assemblage par étapes du boîtier est décrit ci-dessous:

Ainsi, j'ai obtenu un collecteur de chaleur dans un «boîtier» fiable, grâce auquel le panneau en plastique est protégé des contraintes mécaniques.
Remarque! J'ai utilisé du polyéthylène transparent ordinaire, mais sur la photo, on dirait qu'il est blanc - ce sont des reflets.

Remplir le système

Vous pouvez maintenant remplir le collecteur d'eau et tester les performances du système. Je l'ai mis incliné et le réservoir (vide) un peu plus haut. Un tuyau se connecte au raccord inférieur, l'autre au haut. Pour remplir le système avec de l'eau, j'ai connecté le tuyau inférieur à l'alimentation en eau et ouvert un peu la vanne pour que le système se remplisse d'eau progressivement. Ceci est nécessaire pour que l'eau déplace progressivement tout l'air. Lorsque l'eau sortait du deuxième tuyau (le collecteur était complètement rempli), j'ouvrais complètement la vanne pour que l'air restant ressorte sous la pression de l'eau. J'ai également rempli le réservoir d'eau.

Lorsque des bulles d'air ont cessé d'être observées dans le flux d'eau sortant du tuyau de sortie, j'ai coupé l'eau et immergé les deux extrémités du tuyau dans l'eau du réservoir (elles doivent toujours être sous l'eau pour que l'air ne pénètre pas dans le système).

Test et test de chauffe-eau solaire

Lorsque le système est plein, sous l'action de la chaleur solaire, l'eau des minces canaux du panneau en plastique se réchauffe et se déplace progressivement vers le haut, formant une circulation naturelle. L'eau froide provient du réservoir par le tuyau inférieur et chauffée dans le collecteur entre dans le même réservoir par le tuyau supérieur. Peu à peu, l'eau du récipient se réchauffe.

Pour la clarté de l'expérience, j'ai utilisé un thermomètre numérique avec un capteur de température à distance. Tout d'abord, j'ai mesuré la température de l'eau dans le réservoir - elle était de 23 ° C. Ensuite, j'ai inséré le capteur dans le tuyau de sortie, à travers lequel l'eau chauffée dans le collecteur s'écoule dans le réservoir. Le thermomètre indiquait 50 ° C. Le système de chauffe-eau solaire fonctionne!

Conclusion

Selon les résultats des tests de fonctionnement du système collecteur pendant 1 heure, j'ai reçu 20,2 litres d'eau chaude (7,2 litres dans le collecteur lui-même et 13 litres dans le récipient pour l'expérience) de 23 à 37 ° C.
Bien sûr, les performances et l'efficacité du système dépendent de l'activité solaire: plus le soleil brille, plus l'eau se réchauffera et vous pourrez chauffer un plus grand volume en moins de temps. Mais pour une douche d'été, je pense que ce collectionneur suffit.

Le concept d'énergie alternative pour de nombreux propriétaires de maisons privées et de chalets d'été est associé à des panneaux solaires coûteux, des éoliennes ou des pompes à chaleur. Personne ne se rend même compte qu'en quelques heures, pour quelques centimes, vous pouvez construire un capteur solaire à partir de bouteilles en plastique pour vous approvisionner en eau chaude tout au long de la saison chaude.

Nous vous expliquerons comment créer un système de traitement d'eau sanitaire efficace à partir de déchets. Dans notre proposition d'article, vous trouverez une description détaillée des structures et des méthodes de fabrication des systèmes, dont le fonctionnement a été testé dans la pratique. En tenant compte de nos recommandations, vous pouvez facilement assembler un appareil utile dans la maison.

La principale différence entre un capteur solaire et divers types de capteurs thermiques est le fonctionnement cyclique. En d'autres termes, en l'absence de soleil, il n'y aura pas d'énergie thermique.

Il est évident que dans l'obscurité, les performances d'une alimentation en eau chaude autonome avec un capteur solaire sont réduites à zéro. La production de chaleur du capteur solaire est déterminée par la durée des heures de lumière du jour, qui dépend de la latitude et de la saison.

Un capteur solaire fabriqué soi-même résoudra non seulement le problème de l'approvisionnement en eau chaude d'une maison non connectée aux réseaux centraux, mais également les problèmes de chauffage.

Les caractéristiques climatiques de la zone ont également un impact significatif sur le niveau de performance du capteur solaire. Si la zone est caractérisée par des brouillards fréquents ou si le soleil est souvent caché derrière des nuages, les performances du capteur solaire sont considérablement réduites.

Cependant, dans ce cas, et / ou le chauffage de l'eau reste efficace, du fait de la capacité à capter même les rayons diffusés.

Caractéristiques de conception et principe de fonctionnement

L'élément principal du capteur solaire standard est un adsorbeur sous la forme d'une plaque de cuivre avec un tube. La plaque se réchauffe rapidement sous l'influence de la lumière du soleil, transférant la chaleur au tube et au liquide qu'il contient. Grâce à la circulation libre ou forcée, la chaleur qui en résulte est ensuite transportée dans tout le système.

Sous l'influence de la lumière du soleil, la plaque de cuivre se réchauffe, à partir de laquelle la chaleur est transférée au liquide de refroidissement dans le tube

Pour augmenter l'efficacité de l'adsorbeur, il doit être doté des propriétés physiques nécessaires. Tout d'abord, il est nécessaire d'augmenter la capacité d'absorption de l'adsorbeur et de minimiser la réflexion de la lumière solaire. La solution la plus simple serait d'appliquer de la peinture noire sur l'adsorbeur.

Pour augmenter l'efficacité de l'adsorbeur, il doit être recouvert de verre transparent. Le verre ordinaire reflète certains des rayons du soleil.

Il est préférable d'utiliser du verre spécial à faible teneur en fer ou d'utiliser un revêtement antireflet. Pour éviter la contamination du verre, le boîtier du capteur solaire doit être scellé.

Malgré les nombreuses façons d'améliorer le fonctionnement et d'augmenter les performances du capteur solaire, en raison de l'imperfection de la conception, cet indicateur est loin d'être idéal. Compte tenu du principe de fonctionnement du capteur solaire et des méthodes permettant d'augmenter son efficacité, nous essaierons de créer un modèle primitif et peu coûteux à partir de matériaux de rebut.

Assemblage de l'unité à partir de matériaux de rebut

En plus d'être bon marché et facile à assembler, la version en bouteille en plastique diffère des appareils solaires standard en ce que les capteurs solaires plats ne fonctionnent pas bien le matin et le soir.

La forme convexe des bouteilles permet une pénétration presque verticale des rayons même au crépuscule et à l'aube, garantissant ainsi l'efficacité de l'appareil, aussi bien le matin que le soir.

Il existe plusieurs façons distinctes de construire un système d'eau chaude parfaitement fonctionnel à partir de bouteilles en plastique:

• Le capteur solaire agit comme un réservoir de stockage dans lequel l'eau est chauffée puis drainée;
• Le capteur solaire est connecté au réservoir de stockage pour assurer le chauffage de l'eau et la circulation naturelle;
• Le collecteur de bouteilles en plastique fait office de réservoir d'eau;
• Les bouteilles en plastique agissent comme des contenants scellés pour rester au chaud.

En outre, les capteurs solaires peuvent différer dans leurs caractéristiques de conception. Tout d'abord, cela est dû à la fois à la façon dont les bouteilles sont fixées et à la façon dont elles sont situées.

Option avec stockage d'eau chauffée

Pour la fabrication d'un capteur solaire, un diamètre de 50 mm sera nécessaire, auquel seront connectées des bouteilles en plastique, dont le nombre est déterminé par le diamètre du tuyau. Pour le gabarit, 15 bouteilles en plastique ont été prises, donc la capacité de travail du capteur solaire était de 30 litres.

Pour connecter les bouteilles en un seul système, des trous doivent être percés dans un tuyau de propylène pour l'alimentation en eau chaude. La solution idéale était d'utiliser une perceuse à bois de 26 mm.

Avec de telles dimensions, l'étanchéité maximale de la connexion est assurée et la bouteille est vissée avec force dans le trou le long de son filetage. Pour assurer une étanchéité maximale de la connexion, les joints peuvent être enduits d'un mastic silicone, mais il est préférable d'utiliser de la colle thermofusible.

Pour obtenir l'effet d'interconnexion des récipients, des trous d'un diamètre d'environ 2 mm doivent être pratiqués au sommet de chaque bouteille.

Après avoir connecté les bouteilles, un raccord est coupé sur un côté du tuyau, qui sera plus tard connecté au système d'alimentation en eau pour l'alimentation en eau. D'autre part, un robinet doit être coupé à travers lequel l'eau chauffée sera évacuée dans le réservoir de stockage.

Cependant, sous le poids de l'eau remplie, un tel dispositif à usage domestique peut perdre son intégrité. Par conséquent, il sera conseillé de disposer une boîte. Pour le réaliser, vous aurez besoin d'une planche de 150 mm de large.

Pour augmenter l'efficacité du capteur solaire, de la mousse de 50 mm d'épaisseur ou du polystyrène expansé peut être placé sur le fond de la boîte et recouvert d'une feuille.

Après avoir installé le capteur solaire à la place de son utilisation ultérieure, les bouteilles en plastique doivent être peintes en noir pour une absorption plus efficace de la lumière du soleil.

Il est préférable d'utiliser une peinture mate et de l'appliquer par pulvérisation à partir d'une bombe aérosol. Il reste à recouvrir la boîte de verre, augmentant ainsi son étanchéité et à la relier au système d'alimentation en eau froide et au système de drainage de l'eau chaude préparée pour être utilisée dans le réservoir de stockage.

L'expérience pratique sait que le plastique ne tolère pas les températures élevées, ce qui conduit à sa déformation. Par temps ensoleillé, la température de l'eau chauffée peut dépasser 65 degrés, ce qui déformera le plastique.

À cet égard, il est préférable de refuser du tout une étanchéité supplémentaire de la boîte avec du verre, ou de l'utiliser exclusivement par temps nuageux.

Méthode de circulation d'eau chaude

Le système de capteurs solaires est similaire à la première option, mais présente un certain nombre de différences structurelles.

Pour créer un collecteur, vous aurez besoin des outils et du matériel suivants:

• Tuyau en PVC d'un diamètre de 20 mm avec coins et tés;
• Coupe-tube à rouleau;
• Fraises à chanfreiner;
• Primer (agent de nettoyage);
• Bouteilles en plastique;
• Lait ou jus Tetrapaki;
• Couteau de papeterie;
• Papier carton;
• Peinture noire mate résistante à la chaleur;
• Réservoir de stockage.

Pour l'installation, nous avons besoin d'un tuyau en PVC d'un diamètre de 20 mm. La partie horizontale du tuyau doit être coupée en sections, dans lesquelles les angles et les tés seront reliés par soudage à froid. Le fond du capteur solaire aura exactement le même aspect. Le résultat final est un système fermé, mais parlons de tout dans l'ordre.

Caractéristiques du collage des tuyaux en PVC

Pour obtenir une coupe de qualité, il est préférable d'en utiliser une équipée de rouleaux. Après la coupe, l'intérieur du tuyau doit être chanfreiné à l'aide d'outils de chanfreinage spéciaux.

Après avoir mesuré la profondeur des tés et des coins, vous devez placer une marque sur l'extrémité du tuyau à connecter et traiter les extrémités des tuyaux et des raccords avec un apprêt (agent de nettoyage).

L'étape suivante consiste à appliquer et à distribuer l'adhésif à l'extérieur du tuyau et à l'intérieur du raccord. La colle doit être appliquée avec un pinceau, tandis que sa taille doit être inférieure au diamètre des tuyaux. Il reste à insérer le tuyau dans le té ou le coin préparé et à le tourner d'un quart de tour pour répartir uniformément la colle.

Il convient de garder à l'esprit que le travail de collage d'un coin ou d'un té ne doit pas durer plus de 30 secondes. Après la fixation, il est nécessaire de retirer la colle restante.

Procédure de fabrication des capteurs solaires

Une fois que le tube supérieur a été préparé et que les colonnes montantes y sont connectées, vous pouvez commencer à préparer les bouteilles en plastique. Le modèle présenté du capteur solaire a 4 tuyaux verticaux de 105 cm de long; 5 bouteilles en plastique peuvent être placées sur une telle longueur de tuyau. Autrement dit, 20 bouteilles en plastique identiques sont nécessaires pour assembler le collecteur.

Le fond doit être retiré de chaque bouteille. Pour ce faire, faites un simple gabarit à partir d'un morceau de carton de 30 cm de long enroulé dans un tube. À l'aide du gabarit et d'un couteau de bureau, retirez le fond des bouteilles. Après avoir préparé les bouteilles, vous pouvez commencer à fabriquer un absorbeur qui absorbera l'énergie solaire.

L'utilisation d'un simple gabarit en carton vous permet de couper rapidement et d'obtenir des bouteilles de la même taille

Nous utilisons des tétrapacks de jus ou de lait usagés comme absorbeur. Ils doivent être coupés, lavés soigneusement et séchés. Pour améliorer leur capacité d'absorption, une peinture noire mate doit être appliquée. Le moyen le plus simple consiste à utiliser de la peinture en aérosol à partir d'une bombe aérosol.

Le cordage séquentiel des bouteilles en plastique permet de placer facilement des tétrapacks pliés dedans

Après avoir préparé les bouteilles et les tétrapacks, vous pouvez commencer à assembler l'appareil solaire. Tout d'abord, vous devez enfiler une bouteille en plastique avec le col vers l'avant sur un tube vertical et y insérer un tétrapak. De la même manière, toutes les bouteilles sont enfilées sur des tubes verticaux, qui doivent ensuite être connectés aux tés et aux coins du tuyau inférieur, similaire au tuyau supérieur.

Pour rigidifier le capteur solaire fabriqué, il est nécessaire de lui faire un support.

Il est possible, comme dans le premier cas, de placer le collecteur dans une caisse en bois, mais il n'est pas nécessaire de l'isoler. Puisque chacune des bouteilles en plastique est une sorte de petit réservoir isolé, qui, se réchauffant de l'intérieur, transfère la chaleur à l'eau circulant à travers les tubes.

Caractéristiques de placement et de connexion

Pour une absorption maximale possible de la lumière solaire, le capteur doit être orienté vers le sud. Un petit angle d'inclinaison de 10 à 15 degrés suffit pour que le capteur fonctionne efficacement dans presque toutes les positions du soleil.

La partie inférieure du tuyau doit être reliée à la partie inférieure du réservoir de stockage, et la partie supérieure approximativement à sa partie centrale. L'eau froide du récipient en polymère s'écoulera à travers le tuyau inférieur vers le collecteur, où elle sera chauffée et montera à travers le tuyau supérieur jusqu'au réservoir.

Ainsi, la circulation naturelle de l'eau à travers un système artisanal sera réalisée. Pour garantir une circulation d'eau élevée, le réservoir doit être placé juste au-dessus du capteur solaire à une distance d'au moins 0,3 m de celui-ci.

Il convient de noter que lorsque de l'eau froide pénètre dans le réservoir depuis le système d'alimentation en eau, elle est activement mélangée, ce qui réduit l'efficacité du collecteur. Cela peut être évité en équipant l'entrée du réservoir d'un réducteur turbulent, qui est un tube bouché avec plusieurs trous.

L'eau s'écoule doucement à travers le réducteur, ce qui permet à l'eau froide de rester dans les couches inférieures, d'où elle est aspirée dans le capteur solaire.

Évidemment, le capteur solaire ne permet de chauffer l'eau que pendant la journée par temps ensoleillé. Par conséquent, il est important de conserver l'eau chaude pour une utilisation pendant la journée et le soir. Pour cela, il est nécessaire d'isoler le réservoir de stockage.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo 1. Voici comment sont apparus les premiers systèmes solaires à partir de bouteilles en plastique:

Vidéo 2. Appareil presque gratuit pour chauffer l'eau en action:

Un capteur solaire fabriqué à partir de récipients à boissons en plastique est une solution bon marché pour produire de l'eau chaude. Cependant, en cas d'intempéries prolongées, notamment au printemps et en automne, il est conseillé d'installer un élément chauffant dans le réservoir de stockage. Dans ce cas, le capteur solaire fera partie d'un système complet, ce qui permet d'économiser de l'argent dans des conditions favorables.

Parlez-nous de votre expérience dans la construction d'un système solaire maison à partir de bouteilles en plastique. Il est possible que votre arsenal contienne des informations et des options de conception pouvant être utiles aux visiteurs du site. Veuillez écrire vos commentaires dans le formulaire ci-dessous, poser des questions, partager des photos et des informations utiles.

Lorsqu'il fait chaud dehors, la quantité de déchets tels que les bouteilles en plastique augmente considérablement dans le monde. Ce sont des bouteilles d'eau minérale, de jus de fruits, de bière et bien plus encore. Un auteur a suggéré un moyen d'utiliser ce matériau pour créer un produit fait maison très utile. Nous parlons d'un appareil tel qu'un capteur solaire, qui vous permet d'obtenir gratuitement de l'eau chaude à partir de l'énergie solaire.

L'auteur de ce produit fait maison était un Brésilien du nom de Jose Alano. Sa particularité est qu'un tel collectionneur est capable de travailler activement à la fois au lever et au coucher du soleil. Le fait est que les rayons du soleil pénètrent dans la bouteille et chauffent l'eau. Si nous parlons de collecteurs avec du verre, alors les rayons du soleil sont réfléchis par la surface, s'ils ne passent pas à un angle proche de 90 degrés.

Matériel et outils de bricolage:
- bouteilles en plastique (leur nombre dépend de l'échelle du collecteur);
- tétra paka de jus ou de lait;
- Tuyau en PVC d'un diamètre extérieur de 20 mm et tés (un tuyau en cuivre peut être utilisé, mais c'est un matériau coûteux);
- papier carton;
- couteau de papeterie;
- peinture noire résistante à la chaleur;
- les ciseaux;
- réservoir de stockage.

Processus de fabrication du collecteur:

La première étape. Préparation des bouteilles
Pour créer un collecteur, vous avez besoin de bouteilles de même forme, vous devez donc en essayer un peu et en trouver la bonne quantité. Ceci est nécessaire pour que vous puissiez insérer des bouteilles les unes dans les autres, formant ainsi une chaîne de bouteilles.

Lorsque les bouteilles sont trouvées, vous devez les laver et retirer les étiquettes. Ensuite, le carton est pris et un modèle en est fabriqué. Par la suite, à l'aide de ce gabarit, les fonds des bouteilles doivent être coupés à un niveau donné. Il est pratique de le faire avec un couteau de bureau.

Deuxième étape. Faire un absorbeur
Pour fabriquer un absorbeur, vous aurez besoin d'un récipient pour le lait ou les jus (tétra paki). Rincez soigneusement les sacs, car le contenu se dégradera lorsqu'il sera chauffé et dégagera une odeur désagréable. Après séchage, le matériau est coupé comme indiqué sur les images. Après cela, il doit être peint avec de la peinture noire (résistante à la chaleur).

Troisième étape. Nous collectons le collectionneur
L'échangeur de chaleur est assemblé à partir de tuyaux en PVC d'un diamètre de 20 mm. À ces fins, vous devez utiliser uniquement les tuyaux destinés à l'alimentation en eau chaude. Les coins et les tés du haut sont reliés avec de la colle PVC. Pour améliorer l'efficacité du collecteur, les tuyaux doivent être peints en noir.

La structure est assemblée comme suit. Vous devez d'abord prendre la bouteille et la mettre sur la bouteille avec le goulot vers l'avant. Ensuite, un absorbeur (tétra pack) est pris et inséré dans le flacon jusqu'à ce qu'il s'arrête. La longueur du tuyau est d'environ 105 cm, tandis que le nombre de bouteilles collectées de cette manière ne doit pas dépasser cinq.

Étape quatre. Installation du collecteur
Pour installer le collecteur, vous aurez besoin d'un support en bois ou en métal. Il doit être tourné pour que le soleil tombe dessus, vous devez vous concentrer sur le sud.

Pour que l'eau circule naturellement, le réservoir doit être placé à un niveau au-dessus du collecteur. Maintenant, l'eau froide descendra, car elle est plus lourde, et l'eau chaude se dilatera et coulera dans le réservoir. La distance entre le collecteur et le réservoir doit être d'au moins 30 cm, puis la circulation se fera avec l'intensité requise. Grâce à cette approche, aucune pompe n'est nécessaire. Le réservoir doit être isolé pour réduire les pertes de chaleur.

Le système peut également être équipé d'une boîte de vitesses turbulente. Il est nécessaire pour que l'eau chaude pénètre dans le réservoir en douceur et sans pression, tout en se mélangeant en douceur avec de l'eau froide. Il est fabriqué à partir d'une bouteille avec un fond fermé, vous devez y faire un certain nombre de trous.

Les bons propriétaires recherchent toujours des moyens d'économiser de l'argent sur les coûts de chauffage et de chauffage de l'eau. Cela est particulièrement vrai récemment, lorsque les prix des services publics ont une tendance à la hausse constante presque tous les trimestres. La nature elle-même vient à la rescousse avec sa source d'énergie inépuisable - le rayonnement solaire. En appliquant les lois de la physique dans la pratique, les artisans trouvent des moyens intéressants d'économiser de l'argent en développant et en assemblant des capteurs solaires, ce que tout propriétaire peut probablement faire seul - il suffit de mettre un peu d'effort et de compétence.

Un capteur solaire de vos propres mains peut être fabriqué de nombreuses façons et à partir d'une variété de matériaux, parfois même de ceux qui simplement «roulent sous les pieds». Ils sont construits à partir de vieilles canettes de bière ordinaires, de bouteilles en plastique, de tuyaux ou de tuyaux, en utilisant du verre, des panneaux en polycarbonate autres matériaux.

Certaines des méthodes de fabrication des collecteurs seront discutées ci-dessous, mais il convient tout d'abord d'étudier les schémas de connexion - ils sont généralement à peu près communs pour tous les systèmes de chauffage solaire de l'eau.

Schémas de raccordement du capteur d'eau solaire

Le fonctionnement efficace du système de chauffage de l'eau contre les rayons du soleil dépend non seulement de la composition du capteur, mais également de la manière dont il sera correctement installé et connecté. Il existe de nombreux schémas de connexion, mais vous ne devez pas rechercher les plus complexes, car il est tout à fait possible d'utiliser les schémas de base qui sont accessibles et compréhensibles.

Version "été" de l'approvisionnement en eau chaude à partir d'un capteur solaire

Ce schéma simple pour connecter un capteur solaire est applicable à la fois pour le chauffage de l'eau pour et pour les besoins des ménages. Si de l'eau chaude est nécessaire à l'extérieur dans un bâtiment d'été, le réservoir correspondant est également installé dans l'air. Dans le cas où l'alimentation en eau chaude est distribuée autour de la maison, et le ballon de stockage y est installé.

Option de connexion de collecteur "été"

Ce schéma prévoit généralement la circulation naturelle de l'eau, et dans ce cas, la batterie du collecteur est installée 800 ÷ 1000 mm plus bas que le niveau du réservoir, où l'eau chaude coulera - cela devrait être assuré par la différence de densité entre le liquide froid et chauffé. Utilisez des tuyaux d'un diamètre d'au moins ¾ de pouce pour connecter le collecteur au réservoir. Pour maintenir l'eau du réservoir de stockage à un état chaud, qu'elle atteindra après avoir été chauffée par le soleil diurne, les murs doivent être soigneusement isolés, par exemple avec de la laine minérale de 100 mm d'épaisseur et du polyéthylène (si un toit n'est pas installé au-dessus de la chaudière). Mais néanmoins, il est préférable de fournir un abri fixe pour le conteneur, car si l'isolation est mouillée par la pluie, elle réduira considérablement ses propriétés d'isolation thermique.

La circulation naturelle n'est pas très bonne pour une utilisation dans un système avec un capteur solaire, car elle crée une légère inertie du mouvement de l'eau dans le circuit. Et si la batterie et le réservoir sont suffisamment éloignés l'un de l'autre, l'eau, ayant passé ce chemin, se refroidira progressivement. Par conséquent, pour augmenter l'efficacité, la circulation est souvent installée. Cette option convient pour chauffer l'eau uniquement dans la moitié chaude de l'année et en hiver, l'eau du système devra être drainée, sinon, lorsqu'elle gèle, elle éclatera facilement t des tonnes de roubles.

Schéma de raccordement "hiver" pour le chauffage solaire de l'eau

Si vous prévoyez d'utiliser le capteur solaire toute l'année, afin que l'eau ne gèle pas dans un froid extrême dans les tuyaux, un antigel spécial est versé dans le circuit à la place de celui-ci, c'est-à-dire un liquide antigel. Le schéma prend une forme complètement différente - une chaudière à chauffage indirect est installée. Dans ce cas, l'antigel chauffé dans le capteur solaire passera à travers l'échangeur de chaleur de la chaudière, chauffant l'eau du réservoir.

Un "groupe de sécurité" est nécessairement intégré à ce système - automatique purgeur d'air, manomètre et soupape de sécurité conçus pour la pression requise. Pour un mouvement constant du liquide de refroidissement, une pompe de circulation est généralement utilisée.

Option de chauffage solaire

Lors de l'utilisation de l'énergie solaire thermique pour chauffer une maison, une chaudière de chauffage indirect reliée au collecteur est également utilisée, ainsi que pour le chauffage supplémentaire du liquide de refroidissement - fonctionnant au combustible solide ou au gaz. Les jours d'automne ou de printemps, lorsque le soleil est capable de chauffer le liquide de refroidissement à la température souhaitée, la chaudière peut simplement être éteinte.

Le capteur solaire est une bonne aide pour chauffer la maison

Si les hivers dans la région sont très froids, vous ne devez pas vous attendre à une grande efficacité du collecteur, car pendant cette période, il y a peu de jours ensoleillés et le luminaire lui-même est bas à l'horizon. Par conséquent, un chauffage supplémentaire du liquide de refroidissement et de l'eau chaude est simplement nécessaire. La seule chose que la batterie solaire aidera à économiser sur le carburant est que la chaudière ne recevra pas d'eau froide, mais déjà un peu chauffée, ce qui signifie qu'il faudra brûler moins de gaz ou de bois de chauffage pour l'amener à la température souhaitée.

Il faut également savoir que plus un capteur solaire thermique est fabriqué dans la zone, plus il pourra absorber d'énergie. Par conséquent, pour qu'un tel système génère suffisamment de chaleur pour chauffer la maison, la taille de la zone du collecteur doit être augmentée à 40 ÷ 45% de la surface totale de la maison.

Option eau chaude et chauffage solaire

Afin d'utiliser le capteur solaire à la fois pour le chauffage et l'alimentation en eau chaude, il est nécessaire de combiner les deux options précédentes du système et d'utiliser une chaudière spéciale pour l'eau avec un réservoir supplémentaire doté d'un serpentin à travers lequel circule le liquide de refroidissement chauffé par la batterie solaire. En raison du fait que le réservoir intérieur est beaucoup plus petit que le réservoir principal, l'eau qu'il contient se réchauffe beaucoup plus rapidement du serpentin et dégage de la chaleur vers le réservoir général.

Le capteur peut être intégré au système général "chauffage - alimentation en eau chaude"

De plus, la chaudière doit être connectée à une source de chauffage supplémentaire - il peut s'agir d'une chaudière électrique ou d'un générateur de chaleur à combustible solide.

L'instabilité de la température créée par la batterie solaire peut contribuer à la surchauffe du liquide de refroidissement ou, au contraire, à son refroidissement trop rapide dans les circuits de chauffage et d'alimentation en eau. Pour éviter que cela ne se produise, l'ensemble du système doit être contrôlé par automatisation. Le câblage est installé manette température, qui peut soit rediriger les flux de liquide de refroidissement, soit activer ou désactiver les pompes de circulation, ou effectuer d'autres opérations de contrôle.

Dans le diagramme ci-dessus, un tel régulateur de température est appelé régulateur.

Donc, avec les schémas de connexion (cerclage), en termes généraux, il y a de la clarté. Mais maintenant, il est logique d'envisager plusieurs options pour fabriquer vous-même des capteurs solaires.

Prix \u200b\u200bdes capteurs solaires

Collecteurs solaires

Capteur solaire à partir d'un tuyau ou d'un tuyau flexible

Ceux qui ont une maison privée avec un potager ou un chalet d'été, bien sûr, savent que l'eau restant dans les lignes de lumière temporaires après l'arrosage des lits se réchauffe rapidement. C'est une qualité positive des tuyaux ou des tuyaux flexibles et a été utilisé par des artisans folkloriques, créant des échangeurs de chaleur solaires à partir d'eux. Il convient de noter qu'un tel collecteur coûtera plusieurs fois moins cher que celui acheté dans un magasin, mais pour que le processus de fabrication réussisse, vous devez faire des efforts.

Sur le toit - toute une batterie de capteurs solaires

Un tel collecteur peut être constitué d'une ou plusieurs sections, dans lesquelles sont posés et fixés des tuyaux étroitement enroulés en un "escargot" en spirale.

"Escargot" - échangeur de chaleur

Cette conception peut être qualifiée de la plus simple, à la fois en termes de conception et d'installation. Son principal inconvénient peut être appelé le fait qu'il ne peut pratiquement pas être utilisé sans l'utilisation de la circulation forcée, car si les longueurs des circuits de tuyauterie sont trop longues, la résistance hydraulique dépassera la force de tête créée par la différence de température. Cependant, il n'est pas difficile de résoudre le problème de l'installation d'une pompe de circulation. Et un tel système, installé dans une maison de campagne, sera une excellente aide et sera rapidement rentabilisé, y compris les coûts (très insignifiants) pour alimenter la pompe.

Des collecteurs similaires sont utilisés pour chauffer l'eau des piscines. Ils sont connectés à un système de filtration, qui est obligatoirement équipé d'une pompe. L'eau, qui circule dans les tuyaux collecteurs, a le temps de se réchauffer avant d'entrer dans la piscine.

Dans certains cas, en créant l'ensemble du système, vous pouvez vous passer de l'installation d'un réservoir de stockage. Ceci est possible lorsque l'eau chaude est utilisée uniquement pendant la journée et en petites quantités. Par exemple, un circuit de conduites de 150 m avec un diamètre intérieur de 16 mm contient 30 litres d'eau. Et si cinq ou six de ces «escargots» de tuyaux sont assemblés en une seule batterie, chaque membre de la famille peut prendre une douche plusieurs fois pendant la journée et il y aura encore beaucoup d'eau chaude pour les besoins du ménage.

Si quelqu'un a encore des doutes sur l'efficacité d'un tel chauffage de l'eau, nous vous recommandons de regarder une vidéo montrant le test d'un collecteur à partir de tuyaux:

Vidéo: l'efficacité d'un simple capteur solaire

Matériaux pour la fabrication

Pour fabriquer un tel collecteur d'eau solaire, vous devez préparer certains matériaux. Il n'est pas du tout exclu que certains d'entre eux se retrouvent dans une grange ou un garage.

• Un tuyau en caoutchouc ou un tuyau flexible en plastique noir d'un diamètre de 20 ÷ 25 mm est en fait l'élément principal du système, dans lequel un échange de chaleur se produira lors de la circulation de l'eau. Le montant du tuyau dépendra de la taille du panneau solaire - il peut être de 100 ou 1000 mètres. La couleur noire du tuyau est préférable car elle absorbe la chaleur plus que toutes les autres nuances.

Il faut tout de suite noter que les tuyaux métal-plastique ne sont pas particulièrement adaptés à la fabrication d'un collecteur, même s'ils sont recouverts de peinture noire. Le fait est que leur plasticité dans ce cas est insuffisante - ils se cassent lors de virages de petit rayon et donc, même si l'intégrité des murs n'est pas violée, l'intensité du débit d'eau diminuera.

Les tuyaux sont vendus en bobines de 50, 100 ou 200 mètres. Si vous envisagez de fabriquer une grande batterie, vous devrez acheter plusieurs baies. Dans le cas où il est prévu d'utiliser, par exemple, 50 ou 100 m de tuyau dans chaque section, vous ne devriez pas acheter une bobine entière de 200 mètres, il est préférable d'acheter un tuyau mesuré prêt à l'emploi. Cela aidera à gagner du temps lors de l'installation.

Le tuyau peut être posé non seulement dans une spirale ronde, mais également dans une forme ovale, ainsi que sous la forme d'une bobine.

Comme bonne alternative, vous pouvez essayer des tuyaux PEX modernes en polyéthylène réticulé. Ils ont une bonne plasticité, mais comment leur donner une couleur noire si elle n'est pas en vente est facile à trouver.

• Si la pente du toit, sur laquelle la batterie du collecteur sera installée, est raide, des boîtes spéciales sont fabriquées à partir du tuyau pour spirales - à partir de barres, de contreplaqué ou de tôle. Cela nécessitera des barres de 40 × 40 ou 40 × 50 mm, du contreplaqué de 6 mm d'épaisseur ou une feuille de métal de 1,5 à 2 mm.

Les pièces du futur module sont traitées (bois) ou des composés anticorrosion (métal). Ensuite, une boîte est assemblée à partir d'eux en une ou plusieurs spirales.

À propos, d'anciens cadres de fenêtre peuvent être utilisés comme côtés de la boîte, sur lesquels la partie inférieure est simplement montée.

• Pour le prétraitement du métal et du bois, il est nécessaire d'acheter des composés antiseptiques, anticorrosifs et d'amorçage.
• Les flexibles (tuyaux) subiront des charges considérables dues à la fois à la masse du liquide de refroidissement et aux chutes de température et à la pression interne. Par conséquent, ils essaieront de perturber le style, de se déformer, de s'affaisser, vous devez donc fournir des attaches spéciales pour les maintenir dans la position spécifiée à l'origine.

Il peut s'agir d'une bande métallique fixée entre les tuyaux avec des vis autotaraudeuses.

Une autre option est un paquet lâche avec un cordon serré ou une cravate en plastique avec une croix ou une barre transversale. Pourtant, cette méthode de fixation est plus appropriée pour un tuyau en plastique que pour un tuyau, car elle peut s'affaisser sur le cordon lorsque le caoutchouc se dilate. Si un tuyau en caoutchouc renforcé est choisi pour le collecteur, cette méthode est tout à fait appropriée pour la fixation.

Une autre option de montage appropriée pour un tuyau en plastique ou un tuyau renforcé peut être des clous à tête large. Ils peuvent être martelés soit dans le fond de la boîte (dans ce cas, elle doit avoir une épaisseur d'au moins 10 mm), soit sur une sorte de croix en barre.

• Il sera nécessaire de préparer et de raccords pour le tuyau ou les tuyaux. Il existe de nombreuses variétés de tels raccords, mais vous devez choisir exactement ceux qui sont destinés pour sélectionné pour la fabrication collectionneur de matériaux.

En plus de ces connecteurs, des raccords filetés sont nécessaires pour passer d'un tuyau en plastique ou en caoutchouc à un tuyau métallique commun. Une telle connexion sera nécessaire si le collecteur sera composé de plusieurs modules.

Pour savoir combien d'éléments de connexion sont nécessaires, vous devez dessiner un diagramme schématique du système en cours de création à l'avance et calculer leur nombre dessus.

• Pour combiner tous les modules en une seule batterie, deux collectionneur - section tuyau métallique. À travers l'un d'eux, fixé au bas de la batterie, de l'eau froide s'écoulera dans les échangeurs de chaleur, et dans le second, fixé par le haut, de l'eau chauffée sera collectée.

Le tuyau supérieur sera connecté au réservoir de stockage, c'est-à-dire au consommateur. Il doit avoir un diamètre de 40 ÷ 50 mm.

Installation de la batterie

Après avoir préparé tout ce dont vous avez besoin, vous pouvez vous mettre au travail.

• Vous devez d'abord traiter toutes les parties en bois de la future structure avec un antiseptique.
• De plus, si le fond des modules est constitué d'une tôle, il doit être recouvert d'un composé anti-corrosion. Habituellement, un mastic est utilisé pour cela, conçu pour couvrir le dessous des voitures.

Connu par tous les automobilistes "anticorrosif" - ce dont vous avez besoin

• Une fois les compositions sèches sur les éléments préparés, des modules simples ou communs sont assemblés à partir d'eux.
• Ensuite, les tuyaux y sont posés, pour lesquels les supports sont fixés.

• Pour le libre passage des tuyaux à travers les côtés des modules, des trous sont percés pour eux - dans sa partie supérieure et dans la partie inférieure. En conséquence, le tuyau d'entrée d'eau froide est conduit dans le trou inférieur et la sortie d'eau chauffée dans le trou supérieur.
• Si plusieurs modules sont montés verticalement, ou un module commun, dans lequel plusieurs «escargots» du tuyau sont également posés, l'un au-dessus de l'autre, alors l'extrémité inférieure de chacune des spirales est connectée à la sortie supérieure de celle sous-jacente - et toute la «colonne» est commutée selon ce principe séquentiel. L'extrémité la plus basse se connecte à un collecteur métallique commun à travers lequel l'eau froide coulera. Toutes les rangées verticales adjacentes sont montées de la même manière - avec une connexion commune au collecteur d'alimentation.

• En conséquence, les extrémités supérieures des tuyaux de la rangée horizontale la plus haute de modules sont connectées à un tuyau collecteur métallique, à travers lequel l'eau chaude est retirée pour la consommation.
• Le contour en spirale du collecteur peut également être monté sur une tôle installée non pas sur le toit, mais à proximité de la maison, de son côté sud, ou près de la piscine, si elle nécessite un chauffage. Dans ce cas, la base métallique contribuera à un chauffage plus rapide de l'eau et à une rétention de la chaleur dans les tuyaux, car elle a une bonne conductivité thermique et une bonne capacité thermique.

• Une autre option pour un capteur solaire thermique peut être de poser le contour sur le plan du toit dans des boîtes spéciales en longues rangées parallèles sur toute la longueur du toit.

Prix \u200b\u200bdes tuyaux XLPE

Tuyaux XLPE

Vidéo: Collecteur solaire linéaire simple

Améliorer l'effet avec des bouteilles en plastique

La figure montre un capteur solaire constitué de tuyaux (tuyaux), dont l'efficacité est considérablement augmentée en utilisant des bouteilles en plastique ordinaires. Quel est le "truc" ici? Et il y en a plusieurs à la fois:

L'action d'une bouteille en plastique comme étui - schéma

• Les bouteilles jouent le rôle d'une enveloppe transparente, et ne permettent pas aux courants d'air d'évacuer la chaleur pendant absolument inutile échange de chaleur mutuel. De plus, les chambres à air deviennent elles-mêmes une sorte d'accumulateurs de chaleur. Il y a un effet de serre, qui est activement utilisé dans la technologie agricole.
• La surface arrondie de la bouteille agit comme une lentille qui améliore les rayons du soleil.
• Si la surface inférieure de la bouteille est recouverte d'un matériau en feuille réfléchissante, alors l'effet de focalisation des rayons dans la zone du passage de tuyau peut être obtenu. Le chauffage n'en bénéficiera que.
• Un autre facteur important. La surface en plastique transparent réduira dans une certaine mesure les effets négatifs dommageables des rayons ultraviolets, que ni le caoutchouc ni le plastique «n'aiment». Un tel circuit devrait durer plus longtemps.

Pour fabriquer un tel capteur solaire, vous aurez besoin de:

1 - Tuyau en caoutchouc, tuyaux en métal ou en plastique noir - comme échangeur de chaleur.

2 - Des bouteilles en plastique qui couvriront les tuyaux du circuit.

3 - Une feuille ou autre matériau réfléchissant peut être placé dans les bouteilles, dans leur moitié, qui sera adjacente à la base. La partie réfléchissante doit faire face au soleil.

4 - Le support sera assez facile à monter à partir d'une barre ou d'un tuyau métallique.

5 - Réservoir de stockage d'eau chauffée, qui doit être raccordé au point d'admission - robinet, douche, etc.

6 - Réservoir d'eau froide, qui peut être connecté au système d'alimentation en eau.

Installation de capteurs solaires

L'assemblage de l'option montrée dans le schéma supérieur est le suivant:

• Pour commencer, un support est monté à partir d'un tuyau ou d'une barre métallique. S'il est en bois, il doit être recouvert d'une composition antiseptique, s'il est en métal, il doit être traité avec un agent anti-corrosion. Il est nécessaire de calculer la longueur pour qu'un nombre pair de bouteilles soit installé entre les deux racks.
• Sur les racks, au loin de la largeur des bouteilles, des bandes horizontales sont fixées sur lesquelles il sera possible de faire une fixation supplémentaire pour la bobine. De plus, ils donneront au cadre une rigidité supplémentaire.
• Ensuite, le nombre requis de bouteilles en plastique est préparé - la partie inférieure en est coupée de sorte qu'une bouteille avec le côté du goulot s'insère étroitement dans le trou résultant.

• Un tuyau (tuyau) de la longueur requise est pris, ce qui sera suffisant pour la pose circuit de bobine sur un cadre-support prêt à l'emploi.

Après avoir reculé du bord du tuyau de 100 ÷ 150 mm, marquez l'endroit de sa fixation. Ensuite, à travers ce bord, le nombre requis de bouteilles préparées est placé sur le tuyau, ce qui sera suffisant pour couvrir complètement la section vers le casier opposé. Les bouteilles sont installées étroitement les unes aux autres, de sorte que le goulot de la seconde s'insère dans le trou découpé dans le fond de la précédente.

• Lorsque le tronçon de conduite pour la pose de la partie supérieure de la bobine est complètement recouvert par la boîte de bouteilles, son bord est fixé sur le dessus du montant de cadre gauche. Pour la fixation, vous pouvez utiliser des porte-clips pour tuyaux en plastique avec un bouton pression, de la taille souhaitée.

• Si nécessaire, la position des bouteilles est corrigée pour que leur moitié de clinquant soit en bas, au niveau du bâti du collecteur.
• Ensuite, le tuyau tourne doucement et il se remet en place sur le clip.
• L'étape suivante consiste à remettre les bouteilles sur le tuyau, et celui-ci est fixé sur le support gauche. Ce suiveur est observé plus loin jusqu'à ce que tout le cadre soit rempli de la bobine collectrice.
• Il ne reste plus qu'à «emballer» les raccords à travers lesquels le collecteur résultant sera inséré dans l'alimentation en eau froide et dans le réservoir de stockage chaud.

C'est ce qui peut arriver à la fin - cela ne pourrait pas être plus facile!

Un tel collectionneur, comme vous pouvez le voir, absolument pas difficile en production, mais il peut devenir un bon "assistant" dans une maison privée, prenant en charge les fonctions de chauffage de l'eau.

À propos, l'énergie solaire peut être utilisée non seulement pour chauffer l'eau, mais également pour fournir de l'air chauffé aux pièces. Par exemple, comment le fabriquer vous-même, vous pouvez savoir si vous suivez le lien vers une publication spéciale de notre portail.

Vidéo - Montage d'une centrale solaire de bricolage

Des ingénieurs de la lointaine province argentine de Tucuman ont développé un chauffe-eau solaire simple et bon marché fabriqué à partir de dizaines de bouteilles en plastique. Et ils ont rédigé des instructions détaillées, qui sont devenues si populaires que des milliers de personnes de différentes régions du monde hispanophone l'ont utilisée.

Cet appareil fournira en toute liberté 80 litres d'eau chaude pour une famille de 4 personnes. Et tout ce dont vous avez besoin pour cela: 6 bouteilles en plastique et 2 mètres de tuyau.

Instructions étape par étape pour fabriquer un chauffe-eau solaire à partir de bouteilles en plastique

1. Récupérez au moins 30 bouteilles souples jetables de 1 à 1,5 litre et retirez l'étiquette.
2. Achetez dans un magasin 12 mètres de tuyau d'irrigation noir (exactement noir) de 2 cm de diamètre, 8 adaptateurs "T" et deux coudes, un rouleau de Téflon et deux vannes à bille de 2 cm de diamètre.
3. À la base de chaque bouteille, nous faisons des trous égaux au diamètre du trou dans le goulot. Vous pouvez utiliser une perceuse ou un tournevis chauffé au rouge.


Ensuite, nous enfilons les bouteilles sur le tuyau, de sorte qu'il y ait 6 bouteilles par rangée. Vous devriez avoir 5 rangées de bouteilles avec une longueur de tuyau de 2 mètres.


4. Connectez les tuyaux avec des adaptateurs en T.


5. Nous déposons toute la structure dans une boîte isolée avec du plastique mousse et nous connectons avec des tuyaux à un baril de 80 litres. (Pour un meilleur effet thermique, vous pouvez recouvrir la boîte de papier d'aluminium. Ou vous pouvez la recouvrir de peinture en aérosol mate.)


6. Exposez le collecteur à un angle de 45 degrés sur le côté sud du toit. (Pour la protection contre le vent, vous pouvez couvrir le collecteur de verre et de polycarbonate transparent.)


Nous versons de l'eau et ... voila! Dans les 15 minutes