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L'énergie du soleil

A partir d'objets récupérés, nous avons construit un chauffe eau solaire à thermosiphon.
Le but est de faire chauffer une réserve d'eau isolée, de façon à avoir de l'eau chaude à disposition sans apport d'électricité.
L'eau est issue du tuyau d'arrosage du jardin. Ce tuyau doit être branché lorsque qu'on utilise l'eau chaude. Il n'est pas nécessaire de le brancher lors de la chauffe.

Un peu de théorie

Le capteur, de ce chauffe eau solaire, c'est à dire le radiateur isolé sous une plaque de verre, fonctionne selon le principe de la serre.
Le rayonnement solaire traverse la parois vitrée, et vient réchauffer le radiateur. Celui-ci, peint en noir, capte le rayonnement solaire et se réchauffe.
Du coup, il se met à émettre un rayonnement infrarouge, mais celui-ci sera bloqué par le verre. La chaleur est emprisonnées dans la mini serre, ce qui va augmenter la température de l'ensemble.
L'eau contenue dans le radiateur se met donc à chauffer. Elle augmente ainsi de volume et va avoir tendance à aller vers le haut. Entre 10 et 90°C, 1m3 d’eau se dilate d’environ 40 litres soit 4%. Le ballon se trouvant au dessus du capteur, l'eau chaude va continuer sa migration dans le ballon. A l'inverse, l'eau froide du ballon va avoir tendance à descendre, et a migrer en bas du capteur. Un flux naturel se met donc en place. Il n'est pas rare d'obtenir plus de 60°C à la sortie du radiateur (le radiateur).

Matériel nécessaire

  • Un ballon d'eau chaude de 50 litres récupérer gratuitement. Sa résistance électrique ne sera jamais branchée.
  • Un radiateur fin en tôle d'environ 70cm x 70 cm, soit une surface d'environ un demi m².
  • De la peinture noire.
  • Une plaque d'isolant thermique de la taille du radiateur.
  • Du bois de palette pour construire le caisson du capteur et pour fixer l'ensemble.
  • Une plaque de verre de la taille du radiateur, voir 1 cm plus grande.
  • Un peu de plomberie afin de relier le radiateur au ballon d'eau chaude.

Mise en œuvre

Construction du capteur

Le radiateur en tôle récupéré comportait sur la face arrière une plaque de tôle fine ondulée et soudée. A coup de masse, cette plaque à été dessoudée et enlevée. On obtient ainsi la face qui sera peinte en noir et exposée au soleil. En effet, aux 4 coins, il y a des entrées d'eau. Ces entrées étant saillantes, cela constituera l'espace entre la vitre et le radiateur.
Deux de ces entrées d'eau seront bouchées, la supérieure droite et l'inférieure gauche.
L'inférieure droite sera considérée comme l'entrée d'eau froide, et la supérieure gauche sera la sortie d'eau chaude.
Avec des bois de palette récupérés, construite un boitier, suffisamment épais pour contenir, une plaque isolante de styrodur ™, ainsi que le radiateur avec ses entrées d'eau.
Penser à prévoir les trous sur les cotés pour le passage des tuyaux.
Fixer la plaque vitrée sur le dessus, de façon à obtenir une relativement bonne étanchéité afin de limiter les pertes de chaleur.

Le ballon d'eau chaude

Un ballon d'eau chaude ordinaire est constitué de :

  • Une réserve d'eau. Ce type de ballon est prévu pour être fixé au mur, avec les tuyaux d'entrée d'eau froide et de sortie d'eau chaude vers le bas.
  • Une entrée d'eau froide, avec un groupe de sécurité. Le tuyau d'entrée d'eau froide débouche dans la réserve dans la partie basse du ballon.
  • Une sortie d'eau chaude. Le tuyau de sortie d'eau chaude débouche dans la réserve dans la partie haute du ballon. Cela permet, lors de l'utilisation d'eau chaude, de consommer d'abord l'eau chaude qui se trouve dans la partie haute du ballon.
  • Une enveloppe isolante afin de conserver la chaleur de la réserver d'eau
  • Une résistance électrique afin de faire chauffer l'eau. Cette résistance ne sera ici ni utilisée, ni branchée.
  • Un groupe de sécurité. C'est un dispositif de clapets qui permet:
    • De protéger la cuve contre les excès de pression grâce à une soupape de sécurité tarée à 7 bar en général. Au delà d'une certaine pression, l'eau s'écoule. Il faut garder à l'esprit que le soleil peut générer des températures supérieures à 100°C, donc il est possible de générer de la vapeur.
    • D'isoler le ballon du circuit d'arrivée d'eau froide grâce à un robinet intégré.
    • D'empêcher tout retour d'eau chaude dans le circuit d'arrivé d'eau froide grâce à un clapet anti-retour.
    • De plus, la manipulation manuelle de la soupape de sécurité permet de vidanger le ballon.
Raccordement du capteur au ballon

chauffeau.jpgLe capteur est raccordé au ballon par 2 tuyaux :

  • Alimentation du capteur, à partir de l'arrivée d'eau froide du ballon. L'alimentation du capteur doit partir entre le tuyau d'entrée d'eau froide et le groupe de sécurité. Sinon, du fait de la présence d'un clapet anti-retour, la circulation d'eau ne peu se faire dans le capteur.
  • Retour du capteur, vers la sortie eau chaude du ballon. Il est rajouter un robinet quart de tour afin de bloquer la circulation dans le capteur. Cela peut être utile lors de l'utilisation, de façon à éviter que l'eau consommée ne passe directement par le capteur, au lieu de passer par le radiateur.

Utilisation

Sur la première photo, la pomme de douche est directement reliée au ballon.
Attention, l'eau peut alors être très très chaude et il est alors impossible de prendre une douche. Pour une utilisation agréable, il est nécessaire d'installer la pomme de douche derrière un mitigeur de façon à pouvoir régler la température de sa douche à sa guise.

Ne pas oublier

Pour une utilisation courante et régulière, il est aussi nécessaire de prévoir un système pour vidanger le capteur. En effet, en cas de gel, celui-ci risque de crever par la pression de la glace.
Il serait aussi intéressant d'isoler les tuyaux entre le capteur et le ballon de façon à réduire les déperditions de chaleur.
Un vase d'expansion est toujours intéressant. Son rôle est de recueillir cet l'excédent de volume d’eau lors du réchauffementet d’empêcher une dépression dans l’installation lorsque l’eau aura refroidie.

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  • Dernière modification: 2021/08/06 09:24
  • de finizi