Capteur solaire à air pour chauffer une maison. Capteurs solaires faits maison Capteur solaire à air à faire soi-même à partir de tôles ondulées

Air du panneau capteurs solaires pour chauffer une maison - c'est une source d'énergie thermique supplémentaire. Les modules conviennent aux bâtiments résidentiels, aux serres, aux datchas, aux chalets et aux campings. En moyenne, une unité produit environ 1,5 kW/heure, ce qui est largement suffisant pour maintenir une température confortable au printemps et en automne.

En hiver, les collecteurs d'air réduisent jusqu'à 52 % la consommation de combustible (gaz, électricité) avec lequel fonctionne la chaudière. En été, le module travaille à maintenir un microclimat humide et à climatiser les locaux.

Comment fonctionne le collecteur d'air ?

Le principe de fonctionnement repose sur des lois physiques simples. Les rayons du soleil pénétrant dans l'atmosphère terrestre ne dégagent pratiquement aucune chaleur. Le réchauffement de l’air se produit après que le rayonnement ultraviolet ait atteint des surfaces dures. Lorsqu'ils sont exposés au soleil, le sol et d'autres objets se réchauffent. Un échange de chaleur se produit.

Le dispositif de capteurs solaires à air utilise le phénomène décrit, accumulant de la chaleur et la dirigeant vers la pièce. La conception contient les parties suivantes :

• corps isolé thermiquement;
• écran inférieur, absorbeur ;
• radiateur avec ailettes de rangement ;
• La partie supérieure est en verre ordinaire ou en polycarbonate.

La conception du collectionneur comprend des ventilateurs. Objectif principal : pomper de l'air chauffé dans locaux d'habitation. Pendant le fonctionnement des ventilateurs, une convection forcée est créée, grâce à laquelle des masses d'air froid pénètrent dans le bloc collecteur.

Le principe du chauffage et son efficacité

Les absorbeurs des collecteurs d'air sont de couleur noire pour augmenter l'intensité du chauffage sous l'influence du rayonnement solaire. La température de l'air dans le collecteur atteint 70-80°C. Il y a suffisamment de chaleur pour chauffer pleinement les petites pièces.

Le principe de fonctionnement de l'aérotherme est le suivant :

• l'air est pompé de force de la rue vers le corps du collecteur ;
• Des absorbeurs sont installés à l'intérieur du bloc, réfléchissant la chaleur, élevant la température à l'intérieur de la boîte à 70-80°C ;
• l'air est chauffé ;
• les masses d'air chauffées sont forcées dans les pièces chauffées.

Dans les modèles d'usine, la circulation de l'air est assurée à l'aide de ventilateurs connectés à des panneaux solaires. Une fois que le rayonnement ultraviolet devient suffisamment intense pour générer de l’électricité, les turbines se mettent en marche. Les collecteurs commencent à fonctionner pour le chauffage. En hiver, l'intensité du rayonnement solaire diminue.

La maison ne pourra pas fonctionner pleinement grâce au chauffage solaire de l’air. Les aérothermes sont utilisés comme source de chaleur supplémentaire. Avec des calculs corrects, une installation (données tirées des caractéristiques techniques des capteurs solaires aéroportés Solar Fox) permettra les économies suivantes pendant la saison de chauffage :

• gaz jusqu'à 315 m³ ;
• bois de chauffage jusqu'à 3,9 m³.

Le système de chauffage solaire de l'air compense environ 30 % des besoins en chaleur du bâtiment. Le retour sur investissement complet est obtenu dans un délai de 2 à 3 ans. Si l'on considère que le principe de fonctionnement est associé à l'utilisation de l'installation pour la climatisation, et qu'environ 4 000 kW sont générés au cours de l'année, la faisabilité d'utilisation devient encore plus évidente.

Dans les pays de l’UE, la solution de conception « mur solaire » s’est généralisée. La conception est la suivante :

• dans le bâtiment, un des murs est constitué de matériaux d'accumulation ;
• une cloison vitrée est installée devant le panneau ;
• Pendant la journée, la chaleur est accumulée puis évacuée dans la pièce la nuit.

Pour améliorer la convection, le capteur solaire n’est pas intégré à l’ensemble du mur. Il y a des rideaux coulissants en haut et en bas.

Sur l'efficacité collecteur d'air La période de l’année est considérablement affectée. Ainsi, en décembre l'efficacité est maintenue à 50 %, en octobre et mars elle passe à 75 %.

Capteur solaire - eau ou air

Chacun des appareils de chauffage est efficace, seuls l'objectif principal et le principe de fonctionnement diffèrent :

• - utilisé pour répondre aux besoins en eau chaude et en systèmes de chauffage au sol basse température. L'efficacité du fonctionnement en hiver est considérablement réduite. Les capteurs à panneaux sous vide et à chauffage indirect connectés à un ballon tampon continuent d'accumuler de la chaleur tout au long de l'année. Le principal inconvénient est le coût élevé du capteur solaire, de son installation et de sa tuyauterie.
• Collecteur de ventilation- a une conception et un dispositif simples qui, si vous le souhaitez, peuvent être réalisés indépendamment. Objectif principal : chauffage des locaux. Bien sûr, il existe des systèmes qui vous permettent d'utiliser la chaleur résultante pour l'approvisionnement en eau chaude, mais dans ce cas, l'efficacité des collecteurs d'air diminue de près de moitié. Avantages : faible coût du kit et de l'installation.

Les systèmes de chauffage solaire de l’air fonctionnent uniquement pendant la journée. Le chauffage de l'air commence même par temps nuageux, avec de gros nuages ​​et par temps de pluie. Le fonctionnement des aérothermes ne s'arrête pas en hiver.

Comment et de quoi fabriquer un collecteur d'air

Le principal avantage des aérothermes solaires est leur simplicité de conception. Si vous le souhaitez, vous pouvez réaliser un chauffage solaire de l'air fait maison pour une maison privée, en y dépensant un minimum d'argent.

Vous devrez d’abord effectuer des calculs de performances, puis sélectionner le type de structure et sélectionner les matériaux à fabriquer. Le boîtier et les absorbeurs peuvent être fabriqués à partir de matériaux disponibles, ce qui permet d'économiser considérablement le budget.

Comment faire des calculs de réservoir

Les calculs sont effectués comme suit :

• chaque m² de surface de capteur fournira 1,5 kW/heure d'énergie thermique, à condition que le temps soit ensoleillé ;
• Pour chauffer entièrement une pièce, il faut 1 kW d'énergie thermique par 10 m².

Un calcul approximatif de puissance montrera que pour chauffer un immeuble d'habitation de 100 m² il faut installer des collecteurs superficie totale 7-8 m².

Pour garantir des performances maximales, vous devez déterminer le côté de la maison avec l'intensité maximale du rayonnement ultraviolet. La pratique montre que l'emplacement optimal pour l'installation est la pente du toit ou le mur sud du bâtiment.

Types de conception de collecteur

Le classement s'effectue en fonction des différences dans le corps collecteur. Un aérotherme fabriqué en usine possède généralement un cadre gonflable avec deux panneaux amovibles. Si nécessaire, le module peut être facilement démonté, démonté et déplacé vers un autre emplacement. Il est peu probable que vous puissiez fabriquer une structure gonflable de vos propres mains.

A la maison, ils assemblent un écrin indissociable. Il s'agit d'une caisse en bois avec un absorbeur, un radiateur et un écran supérieur transparent. Dans la production, des moyens improvisés sont utilisés : tôles ondulées, canettes de bière en aluminium, verre ordinaire.

Matériaux pour fabriquer le collectionneur

Pour la fabrication de modules de chauffage résidentiel ou bâtiment utilitaire Vous aurez besoin de plusieurs composants :

• Bloc externe - assemblé à partir de contreplaqué, de panneaux de particules et de blocs de bois. Par apparence ressemble à une boîte ordinaire.
• Le fond est en carton ondulé. La tôle est traitée avec une peinture noire spéciale à haut coefficient d'absorption lumineuse. La surface absorbante peut être réalisée à partir de découpe canettes en aluminium. Le fond est doublé d'un matériau isolant pour éviter les pertes de chaleur.
• Ailettes de radiateur - utilisées pour une meilleure absorption de la chaleur. En production, de fines feuilles d'aluminium et de cuivre sont utilisées. Vous pouvez installer un radiateur prêt à l'emploi à partir d'un vieux réfrigérateur.
• Couvercle de collecteur- en polycarbonate cellulaire, qui a une bonne transmission de la lumière et retient en même temps la chaleur à l'intérieur du collecteur. Pour économiser de l'argent, vous pouvez utiliser du verre ordinaire comme revêtement. L'efficacité thermique sera inférieure à celle des capteurs recouverts de polycarbonate.
• Isolation thermique du logement- le cadre est doublé de polystyrène expansé sur le pourtour.

Pour pomper de l'air dans les pièces chauffées, installez 2 à 4 ventilateurs. Les refroidisseurs retirés d'un ancien ordinateur feront l'affaire.

Installation et raccordement du collecteur d'air

Pour installer des aérothermes, vous devez préparer la surface du mur en faisant 4 trous pour les conduits d'air. À l’intérieur du bâtiment, des tuyaux ondulés traversent les pièces et sont dirigés vers le sol.

Les capteurs solaires à air faits maison pour chauffer une maison sont connectés au réseau électrique via un transformateur. Si vous avez les compétences, vous pouvez installer une batterie solaire comme source d’énergie.

L'efficacité thermique des aérothermes fabriqués maison est nettement inférieure à celle des produits fabriqués en usine. Si vous n'avez pas de compétences particulières, il est préférable d'utiliser des modules prêts à l'emploi. Comme indiqué de vraies critiques sur les collectionneurs, meilleure optionà l'achat parmi ceux présentés sur le marché intérieur : Solar Fox, Solntsedar et YaSolar-Air.

Les aérothermes ne sont pas utilisés comme source principale de chaleur et remplissent exclusivement une fonction auxiliaire. Dans les maisons équipées de capteurs solaires à air, une chaudière est initialement installée qui couvre 100 % des besoins en chauffage.

Avec des calculs appropriés et une utilisation intensive, l'investissement sera rentabilisé en 1 à 2 ans. Au cas où fait soi-même collecteur, les coûts reviendront au milieu de la première saison de chauffage.

Instructions étape par étape pour fabriquer un collecteur d'air

Fabriquer un capteur solaire à air à partir de canettes en aluminium :

L'auteur de ce modèle de collecteur n'a pas voulu établir de communications complexes entre les tuyaux pour chauffer l'air de la pièce. Cependant, il était intéressé par l'idée d'utiliser des capteurs solaires aéroportés. Par conséquent, il a décidé d'assembler un système de chauffage de l'air simplifié utilisant l'énergie solaire, dont la construction ne prendrait pas autant de temps et d'efforts.

Matériaux utilisés par l'auteur pour construire un modèle simplifié de capteur solaire à air :
1) plusieurs feuilles de contreplaqué résistant à l'humidité de 12 mm et 7 mm d'épaisseur
2) poutres en bois 40 par 40 mm
3) laine minérale
4) peinture noire résistante à la chaleur
5) verre provenant d'anciens cadres de fenêtres
6) moustiquaire
7) ventilateur

Considérons les principales caractéristiques de cette conception de capteur solaire à air, ainsi que le processus de son assemblage.

L'avantage d'un tel système est qu'un seul trou dans le mur est nécessaire pour que l'air chaud du collecteur s'écoule dans la pièce chauffée. L'entrée d'air dans le collecteur se fera directement depuis la rue.

La conception de ce collecteur est beaucoup plus légère que celles décrites dans les articles précédents, mais ils sont tous schématiquement similaires. Comme dans les versions précédentes, la base du capteur solaire sera constituée d'un absorbeur enfermé dans un caisson.

L'auteur a décidé de fabriquer le corps du collecteur en contreplaqué résistant à l'humidité. Des feuilles de contreplaqué de 12 mm d'épaisseur ont été utilisées comme parois latérales. Pour le mur du fond, l'auteur a pris du contreplaqué légèrement plus fin, environ 7 mm. L'auteur a décidé de rendre la boîte elle-même assez grande : sa hauteur serait de 120 cm, sa largeur de 15 cm et sa longueur de 180 cm. Après avoir assemblé la boîte, l'auteur a fixé des blocs de bois à la paroi arrière de la structure sur tout le périmètre du corps. . La taille des barres utilisées était de 40 sur 40 mm. Une isolation a été posée entre le mur du fond et les barreaux, en dans ce cas l'auteur a décidé d'utiliser une couche de laine minérale. L'épaisseur de la couche de laine minérale était d'environ 4 cm.

Ensuite, l’auteur a installé une feuille de tôle ondulée à l’intérieur de la boîte. La taille de la tôle ondulée doit être exactement la taille intérieure de la boîte et elle est fixée aux mêmes blocs de bois gainés le long du périmètre intérieur de la boîte.

Après avoir installé le carton ondulé à l’intérieur de la boîte, l’auteur a commencé à la peindre. Pour peindre le carton ondulé, l'auteur a utilisé de la peinture noire résistante à la chaleur.

Afin d'augmenter la durée pendant laquelle l'air reste à l'intérieur du collecteur, l'auteur a fixé plusieurs planches à l'intérieur du collecteur. Les planches sont choisies pour avoir la même largeur que le collecteur, afin qu'il n'y ait pas d'espace entre le verre et la partie métallique du collecteur, et la longueur de la planche est spécialement réalisée un peu plus courte, laissant ainsi de petits passages pour le mouvement. de masses d'air. Comme le montre l'image suivante, grâce à cette approche de l'espace interne du collecteur, une sorte de labyrinthe a été créé pour l'air entrant. Cette caractéristique permet à la tôle ondulée de transférer plus d'énergie thermique à l'air, puisqu'elle reste plus longtemps à l'intérieur du collecteur.

Pour prélever l'air de la rue, un trou technologique a été réalisé sur le côté du collecteur. Ce trou était recouvert d'une moustiquaire à cet effet. afin que les insectes et autres créatures vivantes ne pénètrent pas à l'intérieur du capteur solaire.

Comme déjà mentionné, toute la structure doit être recouverte de verre ; l'auteur a utilisé d'anciens cadres de fenêtres ordinaires. Le verre a été fixé avec de la colle silicone, après quoi toutes les fissures ont été soigneusement colmatées pour empêcher l'air chaud de s'échapper du système.

Après cela, la conception du capteur solaire est presque prête, il ne reste plus qu'à installer le ventilateur à l'entrée du capteur. A l'aide de ce ventilateur, il sera possible de réguler la vitesse de déplacement des masses d'air dans le collecteur. Ainsi, les rayons du soleil chaufferont la tôle ondulée, qui à son tour transférera la chaleur à l'air qui entrera dans le collecteur depuis la rue, après quoi l'air chauffé entrera dans la maison.

Le principal inconvénient de ce modèle est que l'air pénètre dans le collecteur depuis l'environnement extérieur, et non depuis la pièce, ce qui signifie qu'il faudra beaucoup plus d'énergie pour le chauffer. Voici les résultats des tests effectués par l'auteur de ce capteur solaire : à une température environnementà +10°C, la température de l'air traversant le capteur sera d'environ +55-65°C, et lorsque la température de l'air extérieur est de +5°C, la température de l'air entrant dans la maison depuis le capteur sera environ + 35-45°C. Ensuite Plus la température à l'extérieur de la fenêtre est basse, plus il sera difficile pour le collecteur d'air de la réchauffer. Bien entendu, tous les tests ont été effectués exclusivement par temps ensoleillé, lorsque le fonctionnement du collecteur était le plus efficace possible.

Utiliser l’énergie solaire pour chauffer une maison est bon pour tout le monde, sauf que ces systèmes coûtent très cher. Mais de nombreux systèmes, s’ils ont au moins des mains relativement « directes », du désir, du temps et une certaine somme d’argent, sont tout simplement mis en œuvre de manière indépendante. Considérons plusieurs options pour les collecteurs thermiques fabriqués par des artisans de leurs propres mains.

Capteur solaire à air DIY

Les collecteurs d'air, quelle que soit leur conception, ne peuvent pas être utilisés comme chauffage principal : le rendement est trop faible. Et tout cela parce que la capacité calorifique de l'air est plusieurs fois inférieure à celle de l'eau. Mais comme source supplémentaire chauffer pour réduire les coûts de chauffage - c'est tout à fait possible.

Ce collecteur d'air occupe tout le mur sud. Heureusement, il fait face à la cour et n'est ombragé par rien. Disons-le tout de suite : cela s’est bien passé en termes d’efficacité. À une température diurne de +2°C, la sortie d'air était de +65°C.

Alors, on le nettoie, on le nivelle et on fixe un épais film noir (de 100 à 200 microns) sur toute la surface du mur. Pour un meilleur effet, vous pouvez bourrer une isolation thermique sous le film, ainsi l'échauffement sera encore plus important. Mais sans isolation, le mur servira d’accumulateur de chaleur, cela peut donc être fait.

Comment réaliser un collecteur d'air pour le chauffage (cliquez sur la photo pour agrandir la taille)

En haut à droite et à gauche, nous faisons deux trous à travers lesquels l'échange d'air aura lieu. Nous remplissons les barres le long du contour de chacune d'elles. Nous fixons les barres (20*40 mm) le long du périmètre du mur et à une distance d'environ 80 cm du bas et du haut à travers le mur. Sur la base de l'expérience d'exploitation, on peut déjà dire qu'il vaut mieux ne pas rendre les barres intermédiaires transversales solides, mais laisser des espaces de 15 à 20 cm. Le résultat sera une sorte de labyrinthe. Nous fixons des bouchons pour le profil de tôle ondulée sélectionné aux barres inférieures et supérieures.

Nous installons maintenant des tôles ondulées peintes en noir sur le cadre assemblé. La couleur peut être un problème – nous ne l’avons pas en vente. Mais vous pouvez sortir de cette situation en peignant la surface avec une peinture noire résistante à la chaleur.

Pour fixer les tôles ondulées et en même temps créer un labyrinthe, il faut clouer des bandes verticales au niveau des joints des tôles. Seulement, ils ne doivent pas atteindre les barres transversales. Cela permettra à l’air de circuler plus librement et son efficacité de chauffage augmentera.

C'est presque la fin

Après avoir fixé les tôles ondulées, tous les joints doivent être bien scellés. Placez des morceaux de mousse de polystyrène sur les côtés, remplissez hermétiquement les fissures avec quelque chose et scellez le tout avec du scellant. Faites de même en bas et en haut. Avec les joints des tôles, tout est un peu plus simple : on le remplit de mastic. Le mastic noir est de couleur plus appropriée, mais il est résistant à la chaleur et coûteux. Et ceux qui sont moins chers sont rouges. Vous pourriez probablement tout remplir de silicone, mais dans ce cas, du noir a été utilisé.

Maintenant, nous remplissons le cadre en verre au-dessus de la tôle ondulée. Plus la feuille de verre est grande, plus son épaisseur doit être grande. Ce n'est pas très bon d'un point de vue financier. De plus, le verre épais transmet moins la lumière. Par conséquent, nous assemblons la grille pour des fragments de verre pas très gros. Des pièces trop petites ne sont pas non plus bonnes : il y a beaucoup de joints. Il y a de nombreux joints, ce qui signifie que la chaleur peut s'échapper à travers eux, et en outre, les joints enlèvent la zone utilisable par laquelle le soleil pénètre dans notre collecteur d'air. Pour que les barres ne gâchent pas l'image et servent également à collecter la chaleur, nous les peignons en noir.

Nous fixons du verre sur la grille finie et séchée (vous pouvez utiliser du plastique transparent, mais vous devez vous assurer qu'il transmet bien la lumière). L'épaisseur normale du verre est de 3 à 5 mm. Nous scellons tous les joints avec du mastic silicone. Il n’était pas possible de répartir le mastic uniformément, c’est pourquoi tout a été scellé avec du ruban adhésif noir. Bien que probablement en vain. Mais cela s’est avéré magnifiquement. Il ne reste plus qu'à assembler le conduit d'air. Il n'y a rien de compliqué ici : vous fixez un manchon ondulé ou assemblez une structure en étain et y fixez un ventilateur. Dans cette version, un canal a été utilisé et il a dû être sécurisé à l'aide de pièces provenant d'une vieille chambre à air de vélo. C'est tout, le collecteur d'air pour le chauffage est assemblé de vos propres mains.

Capteur solaire plat à partir d'un tuyau

Tout le monde a probablement remarqué que l’eau d’un tuyau laissé au soleil devient très chaude. Et il peut être utilisé pour le chauffage eau chaude. En été, vous pouvez ainsi chauffer l'eau de la piscine ou de votre maison. Malheureusement, il n'en sortira rien en hiver, mais l'idée est d'une simplicité indécente.

Certaines personnes parviennent à chauffer l'eau dans un tuyau noir, tordu comme un serpent (cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Il vous suffit d'enrouler le tuyau noir (obligatoire) en une bobine plate, de le fixer d'une manière ou d'une autre et de l'installer sur le toit. Certains artisans parviennent à le disposer simplement sur des carreaux, d'autres fabriquent de petites cassettes en tôle fine ou en contreplaqué. Les cassettes sont peintes en noir et le tuyau y est déjà fixé. Vous pouvez le joindre en utilisant n’importe quelle méthode disponible. Que ce soit avec des attaches simples ou avec des attaches à ruban, vous pouvez utiliser du ruban métallique et des vis autotaraudeuses. Les attaches sont quelconques, mais fiables - le système fonctionne avec une pompe, donc la pression sera importante.

Méthodes de fixation des tuyaux pour ceux qui ont aimé cette idée (cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Vous placez plusieurs de ces cassettes sur le toit. Placer les extrémités sur deux peignes : le nourrisseur, là où se produira le flux eau froide et une sortie où l'eau déjà chauffée sera collectée. Une pompe de circulation est installée sur la canalisation d'alimentation. Tout semble clair avec le système. Gardez simplement à l'esprit qu'il y aura une quantité d'eau décente dans chacune de ces cassettes : ne surchargez pas le toit.

En savoir plus sur les capteurs solaires et leurs types ici. Vous pourriez être intéressé par un article sur les panneaux solaires.

Voici une autre option au format vidéo pour un capteur solaire fait maison. Il devra être amélioré pour chauffer votre maison en hiver, mais cela fonctionne bien pour une option au printemps ou à l’automne.

Collecteur thermique DIY

Il existe de nombreuses idées et différentes modifications de capteurs solaires faits maison. C'en est un autre. Une version légèrement modifiée de ce qui précède. Ici, les tubes sont attachés à une grande feuille de contreplaqué épais. Le contreplaqué est pré-peint en noir. Les tuyaux sont rigides, c'est pourquoi des raccords sont utilisés, le schéma de pose est un serpent. Il a fallu beaucoup de temps pour l'assembler. Tout dépend de la bonne connexion. Pour une utilisation en circulation naturelle, le circuit est trop long, il faut donc installer une pompe de circulation.

Ce collecteur plat demande de la patience : raccorder les tuyaux aux raccords

Vous pourriez être intéressé par la façon de fabriquer un panneau solaire de vos propres mains.

Résultats

Tous ces capteurs solaires faits maison sont faciles à fabriquer et ne nécessitent pas beaucoup de dépenses. Mais toutes les conceptions sont idéales, mais ce sont des modèles fonctionnels. Dans chacun d'eux, vous pouvez changer ce qui ne vous semble pas correct, et vous avez alors parfaitement le droit de dire que vous avez non seulement fabriqué ce modèle de capteur solaire de vos propres mains, mais que vous l'avez également amélioré vous-même.

Galerie photos (6 photos) :

De vos propres mains ? Il existe plusieurs façons de résoudre ce problème. Le projet décrit ci-dessous peut être considéré en toute confiance comme l'un des plus simples.

Capteur solaire à air à faire soi-même en tôle ondulée

Si vous décidez de créer vous-même un système d'aération dans votre maison, vous pouvez profiter de très option simple. Tout d'abord, il est nécessaire de faire des trous dans le mur qui serviront de conducteur pour l'air frais et l'évacuation chaude.

• épaisseur de la paroi latérale - 12 mm ;
• L'épaisseur de la paroi arrière est de 7 mm.

De ce fait, la taille de la boîte sera de 1800 x 1200 x 150 mm.

Pour créer une boîte, il serait conseillé d'utiliser du contreplaqué résistant à l'humidité.

Si vous le souhaitez, vous pouvez réaliser le boîtier selon vos propres dimensions.

Sur le mur du fond, sur le pourtour, il faut fixer une poutre de 40 x 40 mm, et la poser dessus laine minérale, couche 40 mm.

Ensuite, vous devez recoudre la boîte avec une tôle ondulée et la peindre avec de la peinture noire mate (résistante à la chaleur). Vous pouvez acheter des tôles ondulées H-57 dans n'importe quelle quincaillerie.

A l'intérieur il faut clouer des planches de bois (une sorte de labyrinthe) de la taille du mur au verre. Pour que l'air frais puisse entrer, nous faisons un trou dans la paroi latérale.

Vous pouvez vitrer un générateur de chaleur créé par vous-même à l'aide d'anciens cadres de fenêtres.

Pour protéger le collecteur des insectes, installez un filtre ou un grillage sur la fenêtre d'entrée.

Capteur solaire à air à faire soi-même - un moyen simple et rapide

Il convient de noter que ce système ne produira pas de températures élevées, puisque l'air est fourni directement de la rue. Cependant, un léger échauffement se fera tout de même sentir.

En sortie, un collecteur à faire soi-même donnera approximativement la température suivante :

• température de l'air extérieur + 10 0 C - à la sortie de la pièce, l'indicateur sera d'environ +55 0 - +65 0 C ;
• si la température extérieure est de + 5 0 C, alors la sortie sera d'environ + 35 0 - + 450 C.

Pour améliorer le capteur solaire, nous avons installé un ventilateur avec registre inversé (100 mètres cubes/heure) à l'intérieur de la maison, à l'arrière du chauffe-solaire, équipé d'un régulateur de vitesse, d'un thermostat et d'un thermomètre.

Schéma de connexion du thermostat.

La température du capteur solaire est contrôlée à l'aide du potentiomètre R4.

Le circuit doit être alimenté avec un courant direct compris entre 12 V et 15 V. J'ai utilisé un redresseur, car j'en avais un qui traînait qui produisait une tension de 18V, ce qui était beaucoup, j'ai donc ajouté un stabilisateur de tension 12V, mais celui-ci n'était pas inclus dans le circuit présenté.

Bien sûr cette méthode chauffer une pièce ne produira pas de températures ultra élevées, cependant, la facilité de création, les faibles coûts et une légère augmentation de la température de sortie rendent cette option attrayante pour les créateurs de systèmes de chauffage de pièce à faire soi-même.

Qu'est-ce qu'un capteur solaire

La tâche d'un capteur solaire est de collecter l'énergie thermique du rayonnement solaire et de la transférer à une substance, qui la transférera ensuite au « destinataire ». Cette substance est appelée liquide de refroidissement et peut être soit un liquide (le plus souvent de l'eau), soit un gaz (presque toujours de l'air).

L'eau est un liquide de refroidissement plus efficace, car sa capacité calorifique est bien supérieure à celle de l'air, mais son utilisation est associée à certaines difficultés : évacuer l'excès de chaleur en été ou se protéger du gel en hiver. L'air ne pourra pas transmettre une telle quantité d'énergie, mais la conception des collecteurs d'air est beaucoup plus simple, ils sont beaucoup plus fiables et sûrs. Et fabriquer un capteur solaire à air de vos propres mains est beaucoup plus facile que d'en fabriquer un à eau. À propos, l’air est le premier liquide de refroidissement que les gens ont commencé à utiliser. Quels sont les avantages de l'air comme liquide de refroidissement :

• L'air n'est pas sujet au gel et à l'ébullition.
• L'air n'est pas toxique.
• L'air n'a pas besoin d'être doté de qualités particulières (de l'antigel est ajouté aux systèmes d'eau, il est toujours disponible) ;

Les systèmes à air sont largement utilisés dans les systèmes de chauffage à air des bâtiments résidentiels et des sous-sols, des garages et des installations de stockage. Le diagramme montre de manière très éloquente dans quels pays les systèmes solaires aériens sont utilisés le plus.

On voit que le plus économiquement pays développés Ils ne négligent pas du tout la capacité du soleil à réchauffer l’air. Et nous, hélas, sommes toujours parmi les 4,3 % des autres.

Conception et principe de fonctionnement d'un capteur solaire aéroporté

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

• L'ensemble de la structure du capteur est placé dans un boîtier durable et étanche, nécessairement équipé d'un isolant thermique. La chaleur emprisonnée à l’intérieur du collecteur ne doit pas « s’échapper ».
• La partie principale de tout capteur est le panneau récepteur solaire, également appelé absorbeur ou absorbeur. La tâche de ce panneau est de recevoir l'énergie solaire puis de la transférer à 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, des surfaces ondulées, des perforations et d'autres méthodes peuvent être utilisées. Pour une meilleure absorption de l'énergie solaire, la partie réceptrice de l'absorbeur est peinte d'une couleur foncée mate.
• La partie supérieure du collecteur est hermétiquement fermée avec une isolation transparente, qui peut être en verre trempé ou en plexiglas, ou en verre polycarbonate.

Ils sont orientés vers le sud et donnent à la surface une telle inclinaison que le maximum d'énergie solaire tombe sur la surface. Comme le disent les experts - pour une insolation maximale. L'air froid extérieur entre naturellement ou de force dans la partie réceptrice, traverse les ailettes de l'absorbeur et sort par une autre partie, équipée d'une bride de liaison avec le conduit d'air menant à la pièce chauffée. Il convient de noter qu'il existe de nombreuses options de conception pour les capteurs solaires et celle décrite ci-dessus n'est présentée 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 il sera d'une très grande aide même lors des journées ensoleillées et glaciales de l'hiver.

Prix ​​​​des modèles populaires de capteurs solaires

Collecteurs solaires

Détermination de l'emplacement d'installation et de l'espace disponible

Tout d'abord, vous devez décider de l'emplacement d'installation du capteur solaire à air, car cela peut grandement affecter ses performances. Plusieurs facteurs doivent être pris en compte :

• Le capteur solaire à air doit être situé aussi près que possible de l'endroit où circulera l'air chauffé, car les pertes dans les conduits d'air peuvent devenir telles que l'utilisation du capteur sera peu pratique.
• Le collecteur doit être situé du côté sud de la maison ou d'un autre bâtiment et, si possible, selon une certaine pente pour assurer un ensoleillement maximal. Si ce n'est pas disponible, vous devriez essayer de l'installer aussi près que possible du côté sud. La dépendance de l'ensoleillement par rapport à l'azimut et à l'angle d'installation est illustrée dans le diagramme.

• Les objets, bâtiments et plantes environnants ne doivent pas gêner lumière naturelle surface du collecteur.

Dans l'emplacement sélectionné qui remplit toutes les conditions, vous devriez voir dans quelle zone le capteur solaire peut être placé. Évidemment, plus la surface du collecteur est grande, plus elle sera productive.

Sélection d'une conception d'absorbeur de collecteur

L'absorbeur (absorbeur) est la partie la plus importante de tout capteur solaire et ses performances dépendront en grande partie de sa conception. Les modèles d'usine utilisent des pièces en alliages spéciaux avec un revêtement spécial hautement sélectif, mais cela détermine principalement le prix élevé. Notre tâche est de trouver un matériau disponible et néanmoins capable de remplir correctement sa fonction : capter la chaleur solaire et la transférer dans l'air.

Et un matériau aussi abordable est une canette en aluminium ordinaire de Coca-Cola, de bière ou d'autres boissons. Nous ne décrirons pas comment collecter la quantité requise de conteneurs vides, mais nous concentrerons plutôt sur ces merveilleuses propriétés qui permettent d'utiliser des canettes en aluminium comme absorbeur :

La canette de boisson en aluminium est un matériau idéal pour un collecteur-absorbeur

• Premièrement, les canettes sont en aluminium (l'acier est très rare) et ont une conductivité thermique très élevée.
• Deuxièmement, toutes les canettes de toutes boissons ont les mêmes dimensions : le diamètre inférieur est de 66 mm, le diamètre supérieur est de 59 mm, la hauteur d'une canette de 0,5 litre est de 168 mm.
• Troisièmement, les canettes sont fabriquées de telle manière qu'elles sont placées les unes sur les autres dans l'emballage, c'est-à-dire qu'elles s'emboîtent parfaitement.
• Et enfin, l'aluminium fin à partir duquel les canettes sont fabriquées peut être facilement traité avec des outils accessibles.

Au fur et à mesure que le nombre requis de canettes en aluminium s'accumule, elles doivent être soigneusement lavées avec un détergent et séchées. Sinon, à l'avenir, ils dégageront une odeur désagréable, qui sera plus difficile à gérer.

Fabrication du corps du capteur et de son isolation thermique

En fonction de la surface disponible du collecteur, ses dimensions hors tout sont calculées. Dans cet article, il est proposé de réaliser un capteur solaire à air mesurant 8 sur 8 canettes en aluminium de 0,5 litre, dont les dimensions hors tout seront d'environ 1400 * 670 mm. Une feuille de contreplaqué de 21 mm d'épaisseur, de taille standard 1525*1525 mm, suffit à réaliser l'ensemble du capteur solaire, et l'épaisseur du contreplaqué assurera la résistance et la rigidité nécessaires de la structure.

Pour plaider votre cause, vous avez besoin de :

Marquez soigneusement la feuille de contreplaqué. Pour le collectionneur il vous faudra :

• La paroi arrière mesure 1400 * 670 mm.
• Deux parois latérales 1400*116 mm.
• Deux parois d'extrémité 630*116 mm.
• Deux guides pour canettes 630*116 mm.

Lors du marquage, il convient de considérer que pour un traitement ultérieur des bords des pièces, il est nécessaire de prévoir une marge de 3 à 5 mm de chaque côté. Pour garantir que la coupe se déroule sans échec, il est préférable de tracer des lignes avec un marqueur brillant.

Il est préférable de couper le contreplaqué avec une scie circulaire, et plus les dents du disque sont petites, mieux c'est. Pour un rendu plus uniforme coupe Vous pouvez utiliser un guide qui peut être utilisé comme feuille d'aggloméré avec un bord d'usine. Le guide peut être serré sur une feuille de contreplaqué à l'aide de pinces.

Si la coupe traverse les fibres, il est préférable de couper d'abord la couche supérieure avec un couteau bien aiguisé le long d'une règle en métal, de cette façon il y aura moins de copeaux. Après avoir découpé la tôle en plusieurs parties, si les bords sont irréguliers, ils peuvent être traités à l'aide d'une fraiseuse selon un gabarit jusqu'à ce qu'ils soient parfaitement réguliers et perpendiculaires.

Il est temps d'assembler le cadre. Pour ce faire, vous avez besoin de :

• Fixez deux parois latérales à la paroi arrière du collecteur. Vous pouvez le fixer avec des vis pour meubles de 6,3*50 mm - elles sont également appelées confirmats. Juste avant de procéder à cette opération, vous devez d'abord passer par un foret d'un diamètre de 4 mm. Pour la fixation, vous pouvez utiliser des vis ordinaires et différents angles. Le collecteur doit avoir un boîtier étanche, il est donc conseillé de recouvrir les surfaces collées de mastic silicone.

• Les parois d'extrémité sont fixées à la paroi arrière, puis aux parois latérales. Après cela, le montage et les dimensions corrects sont vérifiés.

Les parois arrière et latérales du collecteur doivent être isolées, et une mousse de polystyrène extrudé (PSE) de 2 cm d'épaisseur est idéale pour cela. Avant de coller l'isolant sur les murs, il est nécessaire de traiter le contreplaqué avec un antiseptique ou simplement de le peindre, car l'humidité peut se condenser à ces endroits.

Les feuilles de PSE peuvent être collées sur la surface du contreplaqué avec de la mousse de montage, des « clous liquides » en acrylique, de la colle « Master », de la colle « Moment » - dans tous les cas, elles adhéreront solidement. L'essentiel est que dans la description de la colle, la mousse soit indiquée comme l'une des surfaces à coller. Lors du collage de l'isolant, il est nécessaire de s'assurer que tous les joints sont complètement fermés. Si nécessaire, ils pourront à l'avenir être « soufflés » avec de la mousse de polyuréthane.

Une fois que toute la surface interne du collecteur a été isolée, celle-ci peut être recouverte d'une isolation thermique réfléchissante, qui est une base en fibre de verre ou en mousse de polyéthylène et une feuille d'aluminium. Très souvent, ces matériaux ont une base adhésive, ce qui est très pratique, et sinon, ils peuvent être collés sur n'importe quelle composition appropriée. Les joints doivent être recouverts de ruban d'aluminium.

Guides de fabrication de l'absorbeur

Pour que les colonnes constituées de canettes en aluminium conservent avec précision leur géométrie, il est nécessaire de réaliser des guides pour elles. Pour ce faire, deux morceaux de contreplaqué de 630 * 116 mm ont été préalablement découpés, qui doivent être marqués et percés comme suit :

• Reculez de 53 mm du haut et tracez une ligne parallèle au côté long.
• Divisez la ligne obtenue en 9 segments égaux, soit 70 mm chacun, et placez des repères. Ce seront les centres des trous.
• À l'aide d'une perceuse à bois à couronne d'un diamètre de 57 mm, vous devez percer des trous dans le contreplaqué. Mais avant cela, il est préférable de mesurer le diamètre de l'anneau de support de stabilité au fond de la canette, car les dimensions peuvent varier. Si nécessaire, sélectionnez un autre foret. Le pot doit s'insérer assez étroitement dans le trou. Lorsque vous travaillez, n'appuyez pas trop fort sur la perceuse et laissez-la reposer périodiquement.

• Les marquages ​​​​sont effectués sur le guide supérieur de la même manière. Le diamètre de la partie tête de la boîte est légèrement plus grand (57,4) que l'anneau de support arrière, donc avant de percer, il est préférable de le mesurer avec un pied à coulisse et de sélectionner la couronne de tasse appropriée, puis d'essayer sur le dessus de la boîte.

Fabrication d'absorbeurs

Pour préparer les bidons à l'installation, un certain nombre d'opérations doivent être effectuées :

• Tous les bocaux doivent être vérifiés avec un aimant permanent. Très rarement, mais il existe des canettes en acier qui doivent être triées.
• Dans la partie supérieure de la boîte, des coupes sont réalisées avec des ciseaux métalliques depuis le trou jusqu'aux bords, puis ces « langues » sont rentrées à l'intérieur. Vous devez porter des gants pour éviter les coupures causées par les bords tranchants de l'aluminium. Un morceau de tuyau en polymère serré dans un étau aidera à guider les languettes pointues à l'intérieur de la boîte et à aligner les bords du trou. Nous traitons les 64 pots de la même manière.

• Il est temps de travailler sur la partie inférieure. Pour ce faire, à l'aide d'une perceuse à métaux conique, trois trous d'un diamètre d'environ 20 mm sont percés dans le fond, situés à 120° les uns des autres. Afin de ne pas écraser le pot, il doit être placé dans un mandrin élastique (par exemple, un morceau d'isolant pour tuyau) et ne pas être serré avec les mains. Toutes les banques sont traitées de cette façon.

• Pour coller les boîtes de conserve, il est préférable d'utiliser un mastic-colle haute température à base de ciment silicaté. Il est utilisé pour sceller les poêles, les cheminées et les cheminées. Peut-être que sa résistance au feu sera excessive pour le collectionneur, mais « la réserve n'est pas bonne pour la poche ».

• Pour que les boîtes conservent une ligne lors du collage, il est nécessaire de réaliser un gabarit à partir de deux planches égales, fixées ensemble à un angle de 90°. Pour ajuster les canettes à la surface, le gabarit est placé obliquement et appuyé contre le mur.

• Avant collage, les bidons sont dégraissés avec tout solvant disponible (acétone, n° 646, 647). Il est préférable d'effectuer ce travail à l'extérieur.
• Avant de commencer l'étape suivante, vous devez mettre des gants en caoutchouc sur vos mains et avoir un récipient d'eau à proximité. Les surfaces à coller sont humidifiées, la colle-scellant est expulsée du pistolet en un « boudin » uniforme sur le fond de la boîte, puis elle est reliée à la partie supérieure de la boîte située en dessous.

• À l'aide d'un doigt ganté humidifié, lissez la colle essorée afin que tout le joint et la surface adjacente soient recouverts de colle. Ensuite, toutes ces opérations sont répétées pour toutes les canettes d'une colonne (8 pièces). Après cela, toutes les canettes sont placées dans le gabarit, alignées et pressées dessus avec un poids.
• Une fois le lei durci, la colonne est retirée et soigneusement posée sur une surface horizontale. D'autres colonnes de canettes sont assemblées de la même manière.

• Pendant que les flans sont complètement secs, vous pouvez peindre la paroi arrière du capteur solaire et les guides des canettes en noir mat. Dans les bons magasins d'automobiles, vous pouvez toujours trouver une telle peinture destinée aux silencieux ou aux tambours de frein.

• Les parois latérales du collecteur n'ont pas besoin d'être peintes, elles doivent donc être recouvertes de journaux fixés avec du ruban adhésif. Après dégraissage des surfaces, la peinture est appliquée en deux couches.

Assemblage d'un capteur solaire à air

• Il est temps de commencer à assembler la batterie absorbante. Pour ce faire, chaque colonne s'insère dans le guide correspondant, d'abord par le bas puis par le haut. Avant d'assembler, les boîtes sont enduites de mastic, puis le mastic est nivelé avec un doigt humidifié. A ce stade, vous devez être particulièrement prudent. Il est préférable de collecter sur une surface horizontale. Après avoir assemblé et vérifié toutes les connexions, vous pouvez serrer soigneusement les deux guides avec un élastique et laisser sécher.
• Lorsque toute la structure de l'absorbeur est sèche, elle peut être soigneusement soulevée et placée sur le dessus de la boîte de manière à ce que les distances au-dessus et en dessous soient les mêmes. Après cela, la position des guides est marquée, car pour les installer dans la boîte, vous devrez découper une rainure dans l'isolant afin qu'ils s'ajustent étroitement et reposent contre la feuille de contreplaqué de la paroi arrière. Après l'installation, les bandes de guidage sont fixées des extrémités aux parois latérales des meubles. vis confirmées. Après cela, tous les joints sont scellés avec du mastic.

• Pour l'entrée et la sortie d'air, vous devez immédiatement prévoir des trous, qu'il est préférable de réaliser dans la paroi arrière. La meilleure façon de procéder est d'utiliser solutions toutes faites dans un système de conduits de ventilation en plastique, à savoir des plaques murales avec bride, qui peuvent être facilement montées dans la paroi arrière aux points d'entrée et de sortie non occupés par l'adsorbeur. Pour ce faire, un trou rectangulaire est découpé dans la feuille de contreplaqué et l'isolant selon les dimensions de la plaque, puis il est fixé au mur avec des vis à travers une couche de mastic.

• S'il est nécessaire de passer à un conduit d'air rond, d'installer un ventilateur de conduit, de faire un virage, etc., l'assortiment des fabricants comprend tous les tuyaux et raccords qui doivent être ajustés localement.
• Les parties avant supérieure et inférieure du capteur solaire aux points d'entrée et de sortie des conduits d'air doivent être revêtues. Le revêtement est très approprié pour cela, mais il doit d'abord être découpé exactement sur mesure, puis l'isolation des parois latérales et d'extrémité du capteur doit être découpée exactement à l'épaisseur du revêtement. Après cela, il est collé au mastic et tous les joints en sont traités.

• Pour la peinture, le collecteur est posé sur des butées dans une position proche de la verticale. Avant de peindre, les surfaces sont dégraissées et séchées. La peinture est appliquée en plusieurs couches jusqu'à recouvrir toute la surface visible. Chaque couche est appliquée de manière à ce qu'aucune goutte ne se forme. La surface doit être noir profond et mat.

• Une fois la peinture sèche, il est temps de monter la vitre avant. À ces fins, le plexiglas acrylique ou le verre polycarbonate sont les mieux adaptés. Tout d'abord, une feuille de verre est appliquée sur la surface, ses dimensions sont définies, puis elle est découpée. Les bords doivent être immédiatement poncés et ajustés à la dimension exacte. Avant l'installation, il doit être soigneusement nettoyé, en particulier la surface inférieure, et plusieurs sacs de gel de silice doivent être placés dans le compartiment contenant l'adsorbeur. Cela empêchera la condensation d'apparaître sur la surface intérieure du verre.
• Avant de couper le verre, vous devez traiter toutes les parties adjacentes : le périmètre du caisson et les guides avec du mastic. De plus, il n'est pas nécessaire d'appliquer du mastic sur toute la surface ; cela suffit uniquement sur les extrémités des feuilles de contreplaqué. Il est préférable de fixer avec des vis avec une rondelle presse, après avoir préalablement percé des trous avant de le faire. Il est également conseillé de recouvrir le bord du verre avec un profilé de meuble d'angle spécial.

• Pour fixer le capteur solaire à air, vous pouvez y visser des supports sur la paroi arrière. Ceci termine l'assemblage du collecteur lui-même.

Raccordement du capteur solaire à air

Le capteur solaire à air peut être intégré dans un système de ventilation existant ou fonctionner de manière complètement indépendante. Même en l'absence de ventilation forcée, l'inexorable lois physiques ils « pousseront » toujours l'air chauffé à travers le collecteur, mais ce processus se déroulera plutôt lentement, donc un ventilateur d'une capacité d'au moins 150 mètres cubes par heure est souhaitable.

L’utilisation d’un ventilateur soulève deux questions importantes :

1. Où installer le ventilateur : à l’entrée ou à la sortie du collecteur ? Si le collecteur augmente la température de sortie à 60-70 °C (et c'est tout à fait possible), le ventilateur qui s'y trouve ne durera pas longtemps. En revanche, un ventilateur placé à l’extérieur est exposé aux influences atmosphériques et est plus difficile à contrôler. Dans la plupart des cas, il est toujours installé à l'intérieur et par temps chaud, lorsque l'air est déjà chauffé, le ventilateur n'est tout simplement pas allumé ou il est connecté via un relais thermique.

1. L'utilisation d'un ventilateur fait douter certains sceptiques de la faisabilité du chauffage de l'air. N'est-il pas plus facile d'utiliser l'énergie dépensée pour faire tourner le moteur du ventilateur pour chauffer la pièce ? Mais la pratique montre que la conception du collecteur décrite ci-dessus est toujours efficace et rentable. La différence de température entre l'air extérieur et la sortie du capteur peut atteindre 35 °C.

Lors du fonctionnement d'un collecteur d'air, une autre question raisonnable se pose : la nuit, lorsqu'il n'y a pas d'ensoleillement du collecteur, même si le ventilateur ne fonctionne pas, de l'air froid pénètre dans la pièce. La solution à ce problème est assez simple. Parmi les composants des systèmes de ventilation, vous trouverez des clapets anti-retour spéciaux qui s'ouvrent uniquement sous la pression du flux d'air. Lorsque le ventilateur ne fonctionne pas, la vanne sera fermée. Il est seulement important de l'installer correctement pour qu'il ne bloque pas le conduit d'air. Il existe également des modèles de ventilateurs avec valve intégrée auxquels vous devez prêter attention.

Pour vous réchauffer rapidement avec de l'air chaud, vous pouvez envisager un système de recirculation, lorsque l'air de la pièce traverse le collecteur et retourne dans la même pièce. Dans ce cas, il est justifié d'installer un ventilateur qui forcera l'air dans le collecteur et ne créera pas de vide dans celui-ci. L’inconvénient de la recirculation est le manque de flux d’air frais.

Fonctionnement et entretien du capteur solaire à air

Pour que le collectionneur puisse servir longtemps et sans panne, vous devez suivre deux règles simples :

• Périodiquement, il est nécessaire de nettoyer et de rincer la vitre avant du capteur solaire.
• Lors des chaudes journées d'été, lorsqu'il n'est pas nécessaire de chauffer l'air, il est préférable de recouvrir le capteur d'un tissu épais et de couleur claire pour éviter une surchauffe de la surface de l'absorbeur.
• Pour éviter que le ventilateur ne tourne au ralenti, il convient de vérifier périodiquement l'étanchéité des raccords des conduits d'air et leur intégrité.

Découvrez comment, et réfléchissez également au principe et à l'ordre de montage dans notre nouvel article.

Conclusion

Pour résumer l'article, il convient de prêter attention à plusieurs points :

• Le modèle de capteur solaire à air proposé dans cet article a prouvé son efficacité dans la pratique et est utilisé avec succès partout dans le monde.
• Si vous le souhaitez, vous pouvez réaliser un capteur solaire plus puissant ou en connecter plusieurs en série.
• Les capteurs solaires aéroportés peuvent être utilisés périodiquement. Par exemple, au début du printemps ou pour sécher les produits agricoles en automne.

Vidéo : Comment fabriquer un capteur solaire aéroporté (anglais)

Vidéo : Diaporama sur la fabrication d'un capteur solaire à partir de canettes en aluminium