Chauffe-eau solaire à thermosiphon/es

Low-tech Lab

https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Chauffe-eau_solaire_%C3%A0_thermosiphon/es

Dernière modification le 26/01/2020

Difficulté

Easy Facile

Durée

4 hour(s) heure(s)

Coût

20 EUR (€)

Description

Un sistema muy sencillo para calentar el agua mediante energía solar. Este sistema funciona, sin bomba, utilizando únicamente el efecto termosifón.

Sommaire

chauffe-eau, eau chaude, panneau solaire thermique, solar water heater, cellule solaire thermique, NomadeDesMers, thermosyphon, récupération

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Introduction

Los sistemas de calentamiento solar de agua utilizan paneles solares, llamados colectores.

Esto permite recoger el calor del sol y utilizarlo para calentar el agua que se almacena en un depósito de agua caliente.

Existen dos tipos de paneles solares para calentar el agua:

• Tubos al vacío;
• Sensores planos, que pueden ser montados en una pared o un techo.

Se sabe que los colectores al vacío son más eficientes porque sufren menos fugas (gracias al vacío de aire en los tubos) que los colectores planos. Sin embargo, son más complicadas de realizar en baja tecnología.

Decidimos probar un sensor de tipo plano que funciona en termosifón, sin sistema de bombas.

Étape 1 - Teoría del termosifón

Nuestro sistema no tiene sistema de bombas. La circulación del agua sólo se realiza gracias a un fenómeno termodinámico llamado termosifón.

El principio del sistema de termosifón es que el agua fría tiene una mayor densidad que el agua caliente porque es más compacta. Por lo tanto, es más pesado y se está hundiendo. Sin embargo, todos los sistemas tienden a un estado de equilibrio termodinámico. Existe un movimiento llamado convección térmica para mezclar el agua caliente y fría.

Por este motivo, el colector solar se monta siempre debajo del tanque de agua, de modo que el agua fría del tanque llega al colector a través de una tubería de agua descendente. Cuando el agua del colector se calienta, el agua caliente sube de forma natural, empujada por el agua fría y vuelve al depósito. El ciclo depósito -> tubería de agua -> colector calienta el agua hasta que alcanza una temperatura de equilibrio. El consumidor puede entonces utilizar el agua caliente de la parte superior del tanque.

Étape 2 - Construcción del cuadro

Las medidas se dan sólo a título informativo. Deben ser adaptados según el tamaño de su ventana.

• Sur la plaque de contreplaqué de 85x85cm, visser deux tasseaux de 85cm et deux tasseaux de 72cm, de façon à former un cadre. Choisir de tasseaux d’environ 6 cm d’épaisseur afin d’avoir un peu de profondeur.
• Vérifie que votre vitre s’intègre bien à l’intérieur du cadre.
• Ajouter des cales à l’intérieur du cadre de façon à pouvoir faire reposer la vitre dessus.
• Percer deux trous de diamètre 6mm sur un côté du cadre. Ceux-ci serviront à faire sortir les tuyaux de cuivre vers l’extérieur.

Étape 3 - Isolation

Afin de conserver un maximum de chaleur à l’intérieur du chauffe-eau, il est important que le cadre soit isolé au maximum. Il faut éviter les fuites d’air et les ponts thermiques. Nous avons donc isolé le fond du cadre.

·        Découper du carton (ou tout autre isolant) de façon à l’ajuster parfaitement au fond du cadre.

·        Recouvrir le carton de 2 couches de papier aluminium. Ceci a pour but de repartir la chaleur de façon bien homogène sur la surface en contact avec le tube de cuivre.  

Étape 4 - Circuit d'eau

Dans ce système, il n’y a pas d’échangeur thermique comme dans un ballon d’eau chaude classique. L’eau du ballon passe directement dans le tuyau de cuivre et se chauffe à son contact. Nous allons donc former un circuit de manière à maximiser la surface d’échange entre le tuyau et l’eau.

• A l’aide d’un outil à cintrer, former un circuit avec le tuyau de cuivre.

Remarque : Il est important d’utiliser un outil approprié pour réaliser une belle courbure et ne pas faire de pli dans le tuyau. A ce diamètre, le tuyau a vite tendance à se plier et finira par casser.

• Assurez-vous de garder une bonne longueur rectiligne aux extrémités et faite les sortir par les 2 trous prévus à cet effet dans le cadre.
• Afin de maximiser la surface d’échange entre le circuit et le fond du cadre recouvert de papier aluminium, fixer le circuit à l’aide de vis et de crochet (voir photos).

Étape 5 - Pose de la vitre

• Déposer la vitre sur les cales du cadre. Assurer-vous qu’elle est bien ajustée et bien hermétique. Au besoin, combler les interstices avec du carton, du tissu ou du silicone pour isoler.
• Pour fixer la vitre au cadre, visser des tasseaux sur les bords.

Étape 6 - Liaison avec le réservoir d'eau

Pour le réservoir d’eau, nous avons choisi une poubelle de 30L avec un couvercle. Dans l’idéal, il faudrait isoler le réservoir pour conserver la chaleur.

• Couper les tuyaux de cuivre en sortie du cadre en laissant dépasser 2-3cm.
• Fixer un tuyau de silicone ou latex sur chacune des sorties à l’aide de colliers de serrage. Assurer-vous que la liaison est bien hermétique en soufflant dans les tuyaux silicone/latex lorsque le circuit est rempli d’eau, par exemple.

Remarque : Attention à ne pas trop serrer les colliers de serrage qui finiront par déchirer les tuyaux en silicone/latex.

•  Plonger les deux tuyaux dans le réservoir.

Étape 7 - Fonctionnement

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