Capteurs solaires pour le chauffage domestique : est-il vraiment possible de chauffer votre maison avec eux

Les systèmes de chauffage dans les maisons de campagne privées peuvent être construits sur des sources d'énergie complètement différentes. Il peut s'agir de systèmes basés sur des chaudières, dans lesquels le chauffage du liquide de refroidissement est basé sur la combustion de différents types de combustibles, tels que le gaz ou le carburant diesel liquide. Les chaudières peuvent être alimentées au charbon ou aux granulés de bois. Dans tous les cas, pour mettre en service un tel système de chauffage, outre l'installation proprement dite de chaudières de chauffage, vous devrez également acheter le combustible lui-même. Mais ce poste de dépense peut, dans certaines situations, même dépasser le coût d'installation d'un système de chauffage. C'est là que les capteurs solaires peuvent être utiles pour chauffer votre maison.

Capteurs de chauffage solaire sur le toit d'une maison privée

Avantages et inconvénients des capteurs solaires pour le chauffage domestique

L'utilisation de sources d'énergie renouvelables dans les systèmes de chauffage autonomes implique des coûts financiers uniquement pour l'achat et l'installation d'un tel système, ainsi que pour son entretien et les réparations d'entretien nécessaires. Mais après l'installation, ces systèmes commencent à fonctionner de manière totalement autonome et absolument gratuite pour leurs propriétaires. En fait, vous n'avez rien à payer pour les rayons du soleil.

Certains consommateurs expriment des doutes quant à l'efficacité de l'installation et de l'utilisation de capteurs solaires dans le centre de la Russie, où il n'y a pas autant de jours ensoleillés que, par exemple, dans le Kouban. Cependant, les capteurs solaires pour le chauffage de l'eau peuvent être utilisés non seulement comme source principale de chauffage du liquide de refroidissement, mais également comme source supplémentaire. Dans ce cas, le chauffe-eau solaire ne fonctionnera que lorsqu'il n'y a pas de nuages ​​dans le ciel, et à d'autres périodes, des appareils de chauffage classiques, tels que des chaudières à gaz, peuvent être utilisés.

schéma de chauffage

Quant à l'efficacité de l'utilisation des capteurs solaires en termes de rapport prix-rendement, nous vous recommandons de prêter attention aux provinces du nord de la Chine. Un nombre important de maisons dans ces villes et villages chinois sont équipées de capteurs solaires pour le chauffage. Le climat et l'activité solaire dans ces zones ne sont pas trop différents des régions russes adjacentes : par exemple, les territoires de Khabarovsk et du Trans-Baïkal. Vous comprenez vous-même que le climat en Transbaïkalie, l'endroit où les condamnés étaient exilés à l'époque tsariste, n'est absolument pas sucré.Cela signifie que l'utilisation de capteurs solaires pour chauffer les maisons, même dans les régions russes au climat le plus rigoureux, est non seulement possible, mais aussi très demandée et économique.

Efficacité des capteurs solaires thermiques

Il convient de noter que les capteurs solaires sont peut-être devenus les appareils les plus efficaces qui utilisent l'énergie solaire aujourd'hui. Si classique panneau solaire photovoltaïque peut afficher une efficacité de seulement 18 %, alors un capteur solaire pour le chauffage atteint des taux d'efficacité enviables allant jusqu'à 95 %. La différence est évidente.

Principes de fonctionnement des capteurs de chauffage

L'une des principales conceptions de capteurs solaires thermiques sont les dispositifs de type sous vide. D'après leur nom, il est évident que de tels appareils collectent l'énergie solaire rayonnante et la transfèrent pour chauffer de l'eau ou un autre liquide de refroidissement. C'est en fait comment cela fonctionne dans la réalité.

Les systèmes de chauffage autonomes incorporant des capteurs solaires se composent des composants principaux suivants :

• En fait, un capteur de chauffage solaire - c'est-à-dire un appareil placé en plein soleil et servant à chauffer le liquide de refroidissement,
• Circuit d'échange de chaleur : système de canalisations dans lequel circule un fluide caloporteur chaud, transférant progressivement sa chaleur aux pièces chauffées,
• Accumulateur thermique : il s'agit d'un réservoir d'eau dans lequel l'eau chauffée est stockée pour une utilisation future.

Ainsi, le capteur solaire, composé de tuyaux dans lesquels il n'y a pas encore de liquide de refroidissement chauffé, est exposé à la lumière directe du soleil.Le liquide de refroidissement (généralement de l'eau, mais éventuellement un antigel spécial) pénètre dans le collecteur, s'y réchauffe et est transféré dans le circuit d'échange de chaleur, qui est monté à l'intérieur de l'accumulateur de chaleur. Le liquide de refroidissement chauffé, se déplaçant à l'intérieur des canalisations du circuit d'échange de chaleur, chauffe l'eau dans l'accumulateur de chaleur. L'eau chauffée dans le ballon de stockage est stockée jusqu'à ce qu'elle soit nécessaire, par exemple, jusqu'à ce qu'elle soit fournie aux circuits de chauffage domestique et aux radiateurs de chauffage ou aux circuits d'eau chaude sanitaire, par exemple pour le lavage.

Circulation de l'alimentation en eau dans le collecteur de chauffage

Étant donné que l'énergie solaire agit sur le collecteur de manière totalement gratuite, il y a à tout moment de l'eau chauffée dans le système, qui est chauffée par un liquide de refroidissement en circulation constante.

Naturellement, le réservoir d'accumulation de chaleur doit avoir une excellente isolation thermique, ce qui permet de maintenir la température de l'eau chauffée le plus longtemps possible. Cela évitera une baisse de la température de l'eau la nuit lorsqu'il n'y a pas de chauffage solaire ou pendant les périodes de temps nuageux. Pour assurer le fonctionnement ininterrompu d'un tel système les jours très nuageux ou pluvieux, un chauffe-eau électrique ordinaire peut être monté dans le réservoir de l'accumulateur de chaleur.

Pour que le liquide de refroidissement transfère constamment la chaleur du soleil pour chauffer l'eau, il doit constamment circuler. Dans les systèmes avec capteurs solaires, la circulation du fluide caloporteur peut être forcée (avec pompage) ou naturelle (fumée).

Types de capteurs solaires de chauffage pour la maison

L'industrie moderne a maîtrisé la production de différents types de capteurs solaires thermiques.Afin de comprendre lesquels d'entre eux peuvent convenir à l'installation d'un système de chauffage domestique ou d'un circuit d'eau chaude dans votre maison, vous devez vous familiariser avec leurs variétés. Il en existe deux types principaux : plats et à vide, les collecteurs à air sont moins répandus.

Plat absorbant la lumière

Un capteur solaire à chauffage plat est une boîte mince à l'intérieur de laquelle se trouve une substance spéciale qui accumule et absorbe activement la chaleur. Le dessus de la boîte est recouvert de verre, ce qui laisse passer les rayons du soleil. À l'intérieur de la couche adsorbante, qui collecte la chaleur, se trouve un système de canalisations à l'intérieur desquelles se déplace le liquide de refroidissement. En règle générale, le propylène glycol est utilisé comme liquide de refroidissement dans de tels systèmes.

collecteur plat sectionnel

Vide

À l'intérieur du collecteur de chauffage sous vide, à la place d'une seule boîte plate, il y a des tubes creux en verre ou en quartz à partir desquels l'air est pompé, alors il y a un vide créé. Mais déjà à l'intérieur de tels tubes creux, il y a des tubes avec une substance qui absorbe l'énergie thermique solaire. En conséquence, les canalisations avec le liquide de refroidissement se trouvent à l'intérieur des tubes avec l'adsorbeur. Les rayons du soleil pénètrent facilement dans le vide dans l'espace entre les tuyaux et chauffent le liquide de refroidissement. Cependant, le même vide empêche la fuite inverse d'énergie thermique de l'adsorbeur dans l'espace environnant, agissant comme un isolant thermique.

collecteur de vide

Air

Comme leur nom l'indique, ces appareils ne possèdent pas de couche sous vide calorifuge. Par conséquent, l'efficacité de leur action sera inférieure à celle des capteurs sous vide.Il est recommandé d'installer de tels appareils dans des zones avec un grand nombre de jours ensoleillés. De plus, dans de tels collecteurs, le fluide caloporteur est de l'air ordinaire. Il est transféré dans une pièce chauffée par un ventilateur ou par convection naturelle. Le fonctionnement du ventilateur tout en déplaçant l'air nécessite également une alimentation électrique séparée, raison supplémentaire pour laquelle ce système a un rendement inférieur à celui des capteurs plats ou sous vide. Bien sûr, on ne peut parler d'aucune alimentation en eau chaude dans une telle conception.

Comment choisir le type de collecteur de chauffage requis ?

Chaque type de capteurs solaires thermiques a ses avantages évidents et ses inconvénients évidents. Lors du choix d'un appareil, vous devez faire attention au fait qu'un collecteur plat est une conception plus durable, mais les collecteurs sous vide sont très sensibles aux influences extérieures en raison de la présence de tubes d'air creux. Cependant, dans les capteurs plans, l'ensemble du système d'adsorption doit être remplacé lors de la réparation, et si l'un des tubes du capteur sous vide casse, on peut se limiter à son seul remplacement.

Le collecteur d'air, malgré toutes ses lacunes, est un dispositif extrêmement simple et n'est pas critique lorsqu'il est exposé à de basses températures. Il peut fonctionner même dans le féroce hiver sibérien.

Un collecteur à plaques plates est idéal pour chauffer de l'eau dans une plage de 20 à 40 degrés de plus que la température ambiante, et les appareils à vide ont un degré de chauffage du liquide de refroidissement plus élevé. Ainsi, en conditions hivernales, le collecteur sous vide sera plus efficace, et simplement utilisable. Ils retiennent également mieux la chaleur lorsqu'ils travaillent par temps nuageux et retiennent bien l'énergie thermique par temps froid.Cependant, la fragilité globale de la conception réduit la durée de vie des capteurs solaires sous vide, qui n'atteignent pas cet indicateur par rapport aux appareils plats. Ce dernier, s'il est bien fait, peut durer dans votre maison de 15 à 30 ans.

Caractéristiques à prendre en compte lors du choix d'un collecteur

Le taux de transfert de l'énergie solaire rayonnante du soleil dans l'énergie thermique du fluide caloporteur dans un capteur solaire sous vide dépend directement de la taille des tubes de cet appareil. Si le tube à vide du collecteur est court et fin, il ne pourra pas stocker l'énergie du vide de manière suffisamment efficace. En règle générale, des tubes jusqu'à 2 mètres de long avec un diamètre d'environ 6 centimètres sont utilisés pour compléter les capteurs solaires sous vide. Un simple tube en U droit ou incurvé peut être monté à l'intérieur du tube à vide pour une collecte de chaleur plus efficace.

Installer un capteur solaire thermique

Le capteur de chauffage solaire, avec le système de stockage de chaleur et l'ensemble du circuit d'échange de chaleur, est un système technologique assez complexe. Les kits de ces équipements sont équipés d'instructions d'installation détaillées, et des didacticiels vidéo détaillés peuvent également être trouvés sur Internet. Mais avant d'acheter et d'installer un capteur solaire, il est nécessaire d'ébaucher un système de chauffage. Dans ce processus, il est impératif d'impliquer un spécialiste qui effectuera les calculs nécessaires des matériaux et des équipements.

L'utilisation de sources d'énergie alternatives peut réduire considérablement le coût d'entretien de votre maison, de plus, cela peut vous rendre indépendant des fournisseurs d'énergie traditionnels.

Capteurs solaires pour le chauffage domestique : vidéo

Avis honnêtes sur le fonctionnement des capteurs solaires de différents modèles pour le chauffage domestique

Modèle KS 2000

Temps de travail - 3 ans :

Modèle RKraft

Temps de travail - 5 ans :

Collecteur de vide Altek

1 an de fonctionnement :

L'efficacité du collecteur sous vide en hiver :

Modèle chromogène

Expérience d'exploitation - 4 ans :

Modèle ATMOSPHERE SVK Nano

Sur le marché depuis 2013 :

Est-il possible de fabriquer un capteur solaire vraiment fonctionnel de vos propres mains?