Comment choisir un chauffe-eau solaire pour votre maison?

Le corps céleste est la source d'énergie la plus puissante connue de l'humanité. La lumière du soleil peut être convertie en énergie électrique et thermique. Dans cet article, nous nous intéresserons précisément à l'énergie thermique, que nous recevons du soleil absolument gratuitement et est inépuisable. Des appareils tels que les chauffe-eau solaires convertissent l'énergie du soleil en énergie thermique. Les appareils d'usine ont de bonnes performances et vous permettent d'organiser le chauffage d'une maison privée. Il existe des artisans qui fabriquent eux-mêmes de tels appareils. Les chauffe-eau solaires chauffent l'eau gratuitement pour chauffer la maison ou pour la chaudière, où elle dégage déjà de la chaleur pour chauffer l'eau utilisée pour le lavage. De tels appareils sont demandés par les propriétaires de maisons privées et de chalets d'été. Dans cet article, nous parlerons du principe de fonctionnement des chauffe-eau solaires, de leurs types, des principaux fabricants et des prix.

Principe de fonctionnement du chauffe-eau solaire

Voyons d'abord comment fonctionnent les chauffe-eau solaires. Nous considérerons le fonctionnement d'un tel appareil à l'aide de l'exemple d'un modèle d'usine d'un chauffe-eau à vide. Il chauffe l'eau en hiver sans aucun problème. Les performances en hiver sont bien sûr inférieures à celles de l'été. La conception du chauffe-eau est une batterie, qui se compose de plusieurs tubes en verre de quartz. Chacun de ces tubes contient un tube de cuivre peint en noir. Ces chambres à air contiennent le fluide chauffant. Un vide est créé dans les tubes de verre afin qu'il n'y ait aucune perte de chaleur du circuit interne. De plus, le vide protège la batterie des influences environnementales. Tous les tuyaux sont connectés à un collecteur horizontal à travers lequel le liquide de refroidissement circule. Les tubes à vide absorbent l'énergie solaire et la rejettent dans l'eau.

Principe de fonctionnement du chauffe-eau solaire
Ce système fonctionne comme suit:

• Le liquide de travail (le liquide ne doit pas nécessairement être de l'eau) s'évapore sous l'influence de la lumière du soleil et la vapeur monte vers le haut de l'ampoule de verre;
• La vapeur entre en contact avec l'eau à travers la paroi, qui circule à travers le collecteur. La vapeur dégage de l'énergie thermique, se refroidit et se transforme à nouveau en liquide;
• Sous l'action de la gravité, le liquide s'écoule vers le bas et ainsi le cycle se ferme;
• Le collecteur du chauffe-eau est raccordé au moyen de canalisations à la chaudière de chauffage indirect. Là, l'eau est déjà chauffée, qui circule dans le circuit de chauffage ou d'alimentation en eau. Le liquide de refroidissement circule au moyen d'une pompe.

Le verre de quartz à partir duquel les tubes à vide sont fabriqués transmet des ondes ultraviolettes. Le verre ordinaire les retient. Grâce à la transmission de la lumière ultraviolette, l'énergie solaire est absorbée par temps nuageux et pendant la saison hivernale. Il est très difficile de faire un tel design à la maison.

Il existe des chauffe-eau avec un principe de fonctionnement moins complexe. Dans les chauffe-eau à gravité, l'énergie thermique est transférée sans intermédiaire. Habituellement, ils ont une bobine (cuivre, aluminium) sur un substrat métallique ou sans celui-ci. La paroi arrière du boîtier est doublée de matériaux isolants thermiques. La batterie est reliée au réservoir de stockage au moyen de canalisations. La bobine et la plaque (également appelée absorbeur) sont peintes en noir pour une meilleure absorption de la lumière du soleil. Le dessus du boîtier est recouvert de verre, de polycarbonate, etc. Une isolation complète a également été réalisée pour empêcher les précipitations, la saleté et la poussière de tomber.

Un tel chauffe-eau simplifié ne fonctionne efficacement que par temps clair.Mais en raison de la simplicité de la conception, ces chauffe-eau sont le plus souvent fabriqués à la main. De plus, il existe une autre option pour obtenir un chauffe-eau alimenté par l'énergie solaire gratuite. Des panneaux solaires sont installés qui produisent de l'électricité. Et cette électricité fait fonctionner un chauffe-eau conventionnel. Un tel système peut également fonctionner toute l'année.

Chauffe-eau solaires pour la maison

Un chauffe-eau solaire est peut-être la chaudière la plus efficace, la plus sûre et la plus rentable. Après tout, un tel appareil de chauffage est «alimenté» par une énergie solaire gratuite et inépuisable, desservant un système d'alimentation en eau chaude conçu pour n'importe quel volume et nombre d'utilisateurs.

Par conséquent, dans cet article, nous examinerons la conception d'un chauffe-eau solaire typique, ainsi que des modèles spécifiques d'un tel équipement. Sur la base de ces informations, vous pouvez acheter un chauffe-eau solaire adapté à l'entretien du système d'eau chaude ou au chauffage de votre maison.

Les premiers chauffe-eau solaires

Le premier chauffe-eau solaire a été développé en 1767. Il a été inventé par un habitant ordinaire de la Suisse - Horace Bnedict de Saussure. Dans son invention, il a pu réaliser simplement de l'eau bouillante. Mais c'était déjà un succès. Et l'inventeur suisse a commencé à vendre ses chauffe-eau.

Horace Bnedict de Saussure
En 1953, l'appareil a été amélioré en Israël. Le scientifique Zvi Tavor a même reçu un prix pour cela du Premier ministre du pays. Cette technologie simple de chauffe-eau est toujours populaire dans notre siècle.

Variétés de chauffe-eau solaires

Parlons maintenant des types de chauffe-eau solaires. Ils sont classés selon diverses caractéristiques de conception.

Par exemple, les chauffe-eau suivants se distinguent par le type de circulation du liquide de refroidissement:

• Avec circulation naturelle;
• Avec forcé.

Dans le premier cas, l'eau circule en raison de ses propriétés physiques. Lorsqu'il est chauffé, il augmente de volume, sa densité diminue. En conséquence, le liquide monte à travers les tubes et l'eau froide entre à sa place. Pour que la circulation naturelle passe, le réservoir doit être au-dessus du collecteur, ce qui n'est pas toujours pratique.

Dans le second cas, le réservoir de stockage est installé au sous-sol et la circulation forcée est assurée par des pompes spéciales. Avec une telle organisation, le pétrole peut jouer le rôle de caloporteur. Il remplit très bien cette fonction.

Les chauffe-eau peuvent être classés selon la conception du capteur:

• Vide. Le liquide de refroidissement se trouve dans un tube scellé dans une fiole à vide. Cette ampoule est en verre de quartz qui transmet la chaleur solaire, ainsi que la lumière ultraviolette. Ce sont des conceptions très efficaces où les pertes de chaleur sont minimes. Si l'eau est utilisée comme caloporteur, le chauffage se produit à ébullition. S'il y a de l'huile là-bas, elle peut être chauffée jusqu'à 200-300 degrés. Presque tous les chauffe-eau à vide sont fabriqués en usine et sont assez chers;
• Panneau. Le design est le plus simple. Le collecteur est peint en noir, logé dans un boîtier isolé et hermétiquement scellé avec du verre, du plastique, du polycarbonate, etc. L'efficacité est médiocre. En effet, le fluide perd une partie de sa chaleur lorsqu'il passe à travers le collecteur. Ces pertes sont généralement assez importantes. Les chauffe-eau solaires à panneaux sont bien adaptés aux régions à forte insolation solaire.

Chauffe-eau solaire à boucle fermée

De plus, les chauffe-eau peuvent être classés selon le type de circuit:

• Boucle ouverte. Cette conception est utilisée lors de l'organisation de l'approvisionnement en eau chaude d'un immeuble résidentiel. L'eau agit comme un liquide de refroidissement qui, après chauffage, ne retourne plus dans le collecteur. Il est consacré aux besoins des ménages;
• Une boucle fermée.Il est utilisé pour chauffer un immeuble résidentiel. Dans ce cas, le liquide de refroidissement du chauffe-eau est mélangé avec un autre liquide (peut-être pas de l'eau) qui a été chauffé dans la chaudière principale. En boucle fermée, le liquide de refroidissement, après chauffage, traverse le système de chauffage et retourne à nouveau vers le collecteur;
• Deux contours fermés. Ces chauffe-eau sont polyvalents et les plus efficaces. Ce système peut être utilisé pour produire de l'eau chaude ou du chauffage toute l'année. Après avoir chauffé dans le collecteur, le liquide de refroidissement se dirige vers l'échangeur de chaleur et transfère la chaleur vers le deuxième circuit. Et déjà le liquide de refroidissement de ce deuxième circuit est consommé comme eau chaude ou pour chauffer la maison.

Le liquide de refroidissement peut également être différent. L'eau, l'antigel, l'huile les plus couramment utilisés. Vous pouvez également subdiviser les chauffe-eau selon le principe général de fonctionnement en systèmes passifs et actifs.

• Passif. L'absorption et l'accumulation d'énergie se produisent d'elles-mêmes sans aucun mécanisme de contrôle. De tels systèmes sont simples et ne nécessitent pas d'investissements sérieux. Pour cela, vous devez payer avec un travail inégal et des surtensions. Un exemple est le réservoir au-dessus de la douche d'été, qui est peint en noir. C'est généralement ainsi que fonctionnent les systèmes à boucle unique. Ici, le réservoir de réception doit être au-dessus du collecteur;
• Actif. Il n'y a pas d'inconvénients à un chauffe-eau passif. Ici, l'énergie solaire est convertie en énergie thermique et est périodiquement transférée vers un réservoir de stockage, une chaudière ou directement aux consommateurs. Un fonctionnement stable est obtenu grâce au système de circulation forcée. Ce schéma fonctionne dans les systèmes à un et deux circuits. Dans de tels systèmes, vous pouvez souvent voir des pompes, des panneaux, des jauges, etc.

Chalet d'été avec capteur solaire

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• Chauffe-eau solaires pour chalets d'été séries Économie de la datcha maquette XF—II, Dacha-Lux maquette XFS—II. Système sans pression pour une utilisation saisonnière.

S'il n'y a toujours pas d'électricité et de gaz à la datcha, et que le chauffage de l'eau présente une certaine difficulté, le chauffe-eau solaire Dacha résout facilement ce problème. Il vous fournira de l'eau chaude pour prendre une douche, faire la vaisselle, chauffer une piscine d'été, arroser les plantes et autres besoins ménagers et ménagers. L'assemblage et l'installation de ce système ne nécessitent pas de connaissances et de compétences particulières et prennent généralement 2 à 3 heures.

Collecteur solaire pour chalets d'été le prix de 13 200 avant que 26 500 frotter.

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• Collecteurs solaires séries Break maquette CP—II Système pressurisé pour une utilisation toute l'année.

Le principal avantage du capteur solaire universel est la possibilité de l'utiliser toute l'année dans des zones au climat tempéré et à des températures allant jusqu'à -35 ° C. Grâce à l'utilisation de la technologie Heat Pipe dans la construction de tubes à vide, le chauffe-eau universel fournit d'excellents résultats même par temps nuageux. Les tubes à vide du collecteur sont capables d'absorber l'énergie des rayons infrarouges qui traversent les nuages. En raison des propriétés isolantes du vide, l'influence du vent et des basses températures sur le fonctionnement des tuyaux sous vide est négligeable.

Prix ​​universel du capteur solaire de 40 500 avant que 65 000 frotter.

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• Chauffe-eau solaires séries Système Split maquette SH pour l'approvisionnement en eau chaude et le chauffage. Système solaire split pour l'approvisionnement en eau chaude et le chauffage.

Collecteurs sous vide avec transfert indirect de chaleur de l'énergie solaire vers l'eau. En outre, ces systèmes sont appelés toutes saisons ou séparés.Le principe de fonctionnement de tels capteurs ressemble au fonctionnement d'une installation de chauffage central. Il s'agit d'un système fermé qui peut fonctionner sous la pression de l'eau. Le système a une faible inertie, une libération rapide au mode de fonctionnement et vous permet de fournir: Toute l'année - alimentation en eau chaude; Chauffage saisonnier avec économies de sources traditionnelles d'énergie thermique jusqu'à 70% (selon la latitude géographique et les conditions climatiques).

Système solaire split le prix de 74 200 avant que 375 000 frotter.

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• Collecteur solaire sous vide séries Panneau maquette SCH fait partie des systèmes split de la série SH.

Le collecteur SCH chauffe directement le caloporteur du circuit de l'échangeur de chaleur, qui transfère l'énergie thermique au caloporteur du volume principal du système split. Le capteur solaire sous vide SCH est conçu pour réduire les coûts énergétiques en s'intégrant dans les systèmes existants (en fonctionnement) d'ECS et de chauffage avec circulation d'un liquide de refroidissement, fonctionnant sur des vecteurs d'énergie traditionnels, ainsi que pour la mise à l'échelle, augmentant la capacité des systèmes de capteurs solaires. Fonctionne efficacement à des températures allant jusqu'à -40 degrés.

Prix ​​du panneau de capteur solaire de 19 300 avant que 44 000 frotter.

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Applications et exigences d'installation

Alors, où les chauffe-eau solaires sont-ils appliqués?

• Approvisionnement en eau chaude d'une maison privée;
• Chauffage;
• Chauffage de l'eau pour les chalets d'été;
• Eau chaude pour les besoins de l'agriculture et de l'industrie.

Chauffe-eau solaire pour le chauffage domestique

Il est important de prendre en compte les recommandations d'installation, car l'efficacité du chauffe-eau en dépendra entièrement. Voici quelques-unes des recommandations des experts:

• Le lieu d'installation peut être le toit de la maison, la façade, le balcon;
• Le panneau du chauffe-eau doit nécessairement faire face au sud;
• Lors de l'installation du panneau, faites en sorte que l'angle d'inclinaison soit égal à la latitude de votre région;
• Étant donné que le chauffe-eau reçoit constamment de l'énergie solaire, avec une faible consommation d'eau, une stagnation peut se former, où le liquide de refroidissement peut bien chauffer jusqu'à 300 degrés. Par conséquent, il est interdit d'utiliser des tuyaux en plastique et en fer galvanisé. Il est préférable de fabriquer une bobine en cuivre ou en acier inoxydable;
• Il est impératif de réaliser l'isolation des éléments chauffants du chauffe-eau, afin de ne pas vous brûler accidentellement;
• Lors du choix des fixations et de l'isolation, il convient également de prendre en compte la possibilité de stagnation du liquide de refroidissement et de son fort échauffement. Autrement dit, il est préférable de choisir des matériaux avec une marge de sécurité. De nombreux fabricants réputés écrivent la température de stagnation dans les spécifications ou sur le boîtier de l'appareil. Concentrez-vous sur cette valeur;
• Les panneaux de chauffe-eau solaires doivent être situés dans une zone ouverte avec une exposition maximale au soleil. Il ne devrait y avoir aucun objet de grande taille qui projette une ombre;
• Pour augmenter l'efficacité du chauffe-eau, il est nécessaire de le fixer sur un support spécial, si le fabricant propose un tel schéma d'installation;
• Lors de l'installation, chaque type de chauffage peut avoir ses propres caractéristiques. Ici, vous devez vous concentrer sur les recommandations du fabricant.

Installation

Étant donné que l'équipement est alimenté par l'énergie solaire, l'installation de l'appareil de chauffage se fera à l'extérieur. Il est recommandé que l'installation soit effectuée sur les toits des bâtiments, sur les balcons ou autres rebords architecturaux.

L'écran du radiateur doit être orienté vers le sud. L'installation est réalisée à un certain angle par rapport à l'horizon, ce qui équivaut à la latitude géographique de la zone.

Le chauffe-eau absorbe constamment de l'énergie et, pour des raisons évidentes, la source d'énergie ne peut pas être désactivée.Par conséquent, en cas de faible consommation d'eau, la température de stagnation peut atteindre 300 ° C.

Pour cette raison, les tubes en plastique et en acier zingués ne sont pas autorisés. Les canalisations en cuivre ou en acier inoxydable seront optimales en fonctionnement.

La boucle chaude du chauffe-eau solaire doit être isolée pour éviter les brûlures et les incendies. Il faut tenir compte de la température de fonctionnement de l'équipement lors du choix de l'isolation thermique et des fixations.

Les fabricants de chauffe-eau solaires indiquent la température exacte de stagnation sur le corps de leurs produits. Les panneaux collecteurs doivent être dans une zone ouverte pour permettre un accès facile à la lumière du soleil. Il est nécessaire d'exclure d'éventuels obstacles.

Ceux. La clé d'un fonctionnement correct et efficace de l'équipement réside dans quelques règles:

• direction vers le sud;
• angle d'inclinaison correct;
• accès sans entrave à la lumière du soleil;

Une mauvaise installation réduira la qualité du chauffe-eau et l'investissement ne sera pas justifié. Le type de chauffage peut également jouer un rôle dans la façon dont il est installé. Lors de l'installation, tenez compte du type d'équipement utilisé.

Il existe de tels systèmes:

Passif

Comprend une absorption et un stockage autonomes d'énergie. L'énergie solaire pénètre dans l'objet chauffant sans contrôle de ce processus, c.-à-d. il n'y a pas de mécanismes et d'éléments de contrôle. C'est un système simple qui ne nécessite pas beaucoup d'investissement. Cependant, les inconvénients sont que le chauffe-eau fonctionne de manière inégale et pas à pleine capacité.

L'exemple le plus évident est le réservoir sombre, situé au-dessus de la douche d'été. Dans ce mode passif, des systèmes à circuit unique fonctionnent dans lesquels le processus de circulation naturelle est utilisé. Pour le fonctionnement complet du système, le réservoir de réception est placé au-dessus du collecteur, mais cette méthode d'installation n'est pas toujours pratique. Vous pouvez résoudre le problème en utilisant une autre méthode du système.

actif

Libre des inconvénients d'un système passif. Son fonctionnement repose sur le fait que les rayons du soleil, grâce à des dispositifs spéciaux, sont convertis en énergie thermique, qui est systématiquement transférée au ballon de chauffage et au consommateur. Le fonctionnement d'un tel appareil de chauffage est obtenu grâce à une circulation forcée, qui peut être maintenue dans les systèmes à un et à double circuit. Ils utilisent également et installent en plus des moteurs qui font tourner les panneaux et les pompes, des équipements de mesure, ainsi que des dispositifs de surveillance et de contrôle du fonctionnement du système.

Principaux fabricants

Les chauffe-eau solaires ont trouvé une large application pratique dans de nombreux pays européens, en Chine, en Turquie, aux États-Unis, en Israël et en Arabie saoudite. La production de ces produits dans le monde augmente régulièrement et parallèlement à la demande, le nombre d'entreprises dans ce segment augmente.

Jetons un coup d'œil à certaines des grandes entreprises de chauffe-eau solaires. Ainsi, les principaux fabricants du marché mondial:

• L'entreprise italienne produit des collecteurs sous vide KAIROS VT. Disponible en 15 ou 20 versions de tube;
• Le fabricant allemand propose trois modèles SKR21, SKR12, SKR6;
• Une autre entreprise allemande qui produit des modèles avec 6 ou 12 tuyaux. De plus, ils peuvent être combinés en blocs pour augmenter la puissance du système;
• Énergie solaire Sunrain. C'est un fabricant chinois qui produit des chauffe-eau solaires;
• Et une autre société allemande qui propose deux chauffe-eau sous les marques Vitosol 200 et 300. Ces modèles diffèrent par la conception de l'unité de chauffage;
• Fabricant italien produisant le modèle Ecotube.

Chauffe-eau KAIROS VT

Il convient de dire ici que les produits de ces entreprises appartiennent à la classe la plus élevée et sont fournis avec une garantie, mais tout le monde ne peut pas se le permettre. Par conséquent, la majeure partie de la demande du marché est couverte par des fabricants peu connus.

Choisir un produit spécifique

Aujourd'hui, il existe 4 types de tels appareils:

• Plat - utilisé dans les zones à fort afflux de rayonnement solaire. Si vous vivez dans le sud de la Russie ou en Crimée, c'est ce dont vous avez besoin.

• Plastique - conçu pour une utilisation pendant la saison chaude et a une faible efficacité. Convient aux résidents du centre de la Russie vivant dans des maisons de campagne en été. L'achat de ce type de chauffe-eau solaire est un excellent moyen d'économiser sur les coûts d'énergie et d'exprimer votre respect pour la nature. Eh bien, un bon bonus est un prix abordable.

• Le vide est le type de chauffe-eau solaire le plus moderne et le plus efficace. Distribué dans les pays à saisonnalité prononcée et assure une production d'électricité tout au long de l'année. Les chauffe-eau solaires sous vide, dont les critiques sont les plus flatteuses, conviennent à tous ceux qui vivent en dehors de la ville toute l'année.

• DIY. Les chauffe-eau solaires faits maison sont construits par des passionnés de technologie. Avec une bonne connaissance de la physique, une petite chose authentique s'avère, même si dans la plupart des cas, elle n'a pas assez de puissance pour chauffer un grand volume d'eau. Cependant, ce n'est pas du tout effrayant, car le but principal de l'auto-construction d'un chauffe-eau est de se faire plaisir.

Les prix et de quoi dépendent-ils?

En ce qui concerne les chiffres spécifiques, les chauffe-eau produits en Russie coûteront entre 700 et 800 USD. Il s'agit d'un modèle de type à vide. À peu près les mêmes prix pour des produits chinois similaires. Les chauffe-eau des fabricants allemands coûtent environ 800 à 900 euros. C'est plus cher, mais ils ont les fixations nécessaires dans le kit, et le cuivre et l'acier inoxydable sont utilisés pour la fabrication de collecteurs. Pour que cet argent ne soit pas dépensé en vain.

Chauffe-eau Viessmann Vitosol 200
Les facteurs suivants influencent le prix d'un chauffe-eau solaire:

• Marque;
• Matériau du corps et du dissipateur de chaleur;
• qualité de fabrication;
• la méthode de pose du matériau isolant et le coût du matériau lui-même;
• épaisseur du verre.

Naturellement, les différences de conception décrites ci-dessus se reflètent dans le prix.

En utilisant l'énergie solaire avec l'aide de technologies modernes, vous pouvez facilement fournir de l'eau chaude à votre maison privée ou à votre maison de jardin.
Et vous devez faire un investissement initial, puis l'installation fonctionnera gratuitement. Si vous voulez économiser de l'argent, fabriquez vous-même un chauffe-eau solaire. Mais les systèmes d'usine sont, bien entendu, plus fiables et fonctionnels. Si l'article s'est avéré utile pour vous, diffusez le lien vers celui-ci sur les réseaux sociaux. Cela aidera au développement du site. Votez dans le sondage ci-dessous et évaluez le matériel! Laissez des corrections et des ajouts à l'article dans les commentaires.

Principales caractéristiques de conception

La principale question de ceux qui se sont lancés dans la fabrication d'un chauffe-eau solaire concerne la taille de l'échangeur de chaleur. Il n'y a pas de recommandations claires à ce sujet. Si vous utilisez, par exemple, des radiateurs en acier, vous ne devriez pas prendre plus de deux panneaux. Cela évitera d'alourdir la structure. Comme pour les autres matériaux, il doit être déterminé en fonction de circonstances spécifiques.

Pour la fabrication du boîtier, vous pouvez utiliser du contreplaqué ou des planches de bois. La face avant peut être recouverte de polycarbonate transparent, ce qui est assez durable. Le réservoir de stockage est fait de matériaux en feuille. La meilleure option est d'acheter un conteneur prêt à l'emploi. Tous les éléments peuvent être connectés à l'aide de tuyaux en polymère ou en métal-plastique.