Chauffage solaire version ardoise

Low-tech Lab

https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Chauffage_solaire_version_ardoise

Dernière modification le 29/01/2021

Difficulté

Medium Moyen

Durée

2 day(s) jour(s)

Coût

200 EUR (€)

Description

Chauffage solaire à ardoise, adaptable à tout type de maison, par Guy Isabel.

Sommaire

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Introduction

La conception de ce chauffage solaire a fortement été inspiré par Guy Isabel, sur les plans qu'il décrit dans son ouvrage Les capteurs solaires à air, édition Eyrolles.

Le soleil transmet de l'énergie à la terre par rayonnement. A l'équateur, le rayonnement atteint la puissance de 1000 W/m², c'est par comparaison, la puissance d'un petit chauffage électrique.

L'énergie solaire est une énergie gratuite et intermittente, qu'il est relativement simple de transformer efficacement sous forme de chaleur, (rendement facilement supérieur à 60%).

Ce site permet de connaître en fonction de la saison et de la position géographique, de nombreux paramètres tel que la puissance maximal par m², l'angle du soleil par rapport au lieu.

Cet autre site permet de calculer ces valeurs presque partout sur terre en tenant compte de la ligne d'horizon, de l'orientation des panneaux et d'autres paramètres. Les valeurs affichées par défaut correspondent à l'énergie photovoltaïque générée, mais il est possible d'afficher la radiation en kwh/m2.

Le capteur à air chaud

Concrètement, il s'agit de transformer le rayonnement solaire en chaleur grâce à ce qu'on appelle un corps noir (par exemple le goudron très chaud l'été ou encore le tableau de bord d'une voiture garée en plein soleil).

Pour l'habitat, les systèmes les plus répandus sur ce principe sont les chauffes-eaux solaires, souvent installés sur les pentes de toits pour faire l'eau chaude sanitaire en compléments des systèmes classiques.

Moins connu, le capteur à air permet de réchauffer l'air d'une pièce.

Ce tutoriel présente la fabrication d'un capteur à air de 2 m² dimensionné pour le réchauffage de l'air d'une pièce de 10 à 15 m² de 5 à 7°C l'hiver en moyenne, pour la France. C'est un complément au système de chauffage classique, qui permet d'appréciables économies financières et écologiques. D'un coût d'environ 200€, il est rapidement amorti.

Principe:

En hiver, le capteur aspire l'air de l'habitat par le bas, le chauffe grâce au soleil rasant, puis le restitue à l'habitat par la sortie haute, à une température pouvant atteindre 70°C localement (instantanément dilué dans l’atmosphère ambiante).

En été, une trappe extérieur permet de rejeter l'air chaud du capteur dehors en aspirant par la même occasion l'air de l'habitat, créant ainsi une ventilation naturel.

Un clapet relié à un vérin thermostatique, permet de gérer automatiquement et sans électricité, l'ouverture de la circulation d'air, seulement quand celui-ci a atteint plus de 25°C dans le capteur.

Retrouvez dans ce rapport une analyse à l'usage de ce chauffage solaire, ainsi que des 11 autres low-techs expérimentées lors du projet En Quête d'un Habitat Durable.

Youtube

Matériaux

Le tutoriel présenté ici fait 2,09m x 1,09m hors tout

Capteur:

• Chevron en douglas (Ici la section finale est de 95mm x 45mm)
  • 2 de 2m10
  • 2 de 1m10
• 15 m de Liteaux en douglas (20mm x 53mm)
• Plaque rigide (ici contreplaqué filmé, 10mm)
• Isolant rigide (ici plaque de Steico, 22mm)
• Cartouche de sika
• Cartouche silicone
• Colle PU pour collage bois extérieur
• Colle à bois
• Clous
• Vis à bois, de 30mm à 150mm
• Joint compribande
• Huile de lin
• Vernis bois
• 15 m de Liteaux en douglas (30mm x 16 mm)
• Adhésif aluminium
• Vitre trempé ou plaque polycarbonate (1m x 2m)
• Grille en métal déployé (300mm x 50mm)
• 4 pattes à vis (exemple)
• 1m de larmier aluminium de largeur 100mm (exemple)
• Adhésif double face
• Isolant mince (ici isolant de parquet)
• 30 à 35 ardoises 320mm x 220mm, épaisseur 3,5mm
• 8 équerres renforcées, largeur mini 40mm
• 1 tube diamètre 100mm longueur de la paroi de l'habitat, pvc/alu/inox pour l'entrée basse

Système clapet:

• 1 Vérin thermostatique Vernet EL 0769
• 100mm de tube laiton diamètre 4mm
• 1 ressort de compression longueur 70mm
• 1 rondelle
• 1 petite vis
• 2 rivets
• 5 cm de fil de cuivre diamètre 2mm
• 1 domino électricien diamètre 4mm
• Materiel plomberie/gaz:
  • 100mm de tube fileté laiton 15/21
  • 2 ecrous borgne laiton 15/21
  • 1 écrou débouchant laiton 15/21
  • 1 manchon cuivre diamètre 12mm
  • 1 manchon cuivre diamètre 14mm
  • 1 mamelon laiton 15/21
• 1 clapet ventilation, ici diamètre 100mm
• 1 loqueteau à bille
• 1 tube alu ou inox à la longueur de la paroi du mur de l'habitat, diamètre du clapet

facultatif:

• Pare-pluie
• Adhésif d'étanchéité

Outils

• Scie à bois
• Visseuse/perceuse et forets bois/métal
• Agrafeuse murale
• Pinceaux
• Marteau
• Cutter
• Meuleuse et disques diamant/métal

Étape 1 - Téléchager les plans CAO

Des plans détaillés et CAO ont été réalisée par Enerlog. Ils sont disponibles en open-source ici: https://cloud.ecutsa.fr/index.php/s/apRoi395xdQb52T#pdfviewer

Ces plans ont servi à la réalisation d’une première version construite en atelier. Ces plans sont ici partagés afin de répondre à un des objectifs d’Enerlog: soutenir la réappropriation des savoirs par les citoyens en partageant la connaissance et en favorisant sa transmission.

Étape 2 - Cadre

Remarque: Ici, le cadre est dimensionné pour accueillir une vitre de 1m x 2m par 6mm d'épaisseur, un fond en contreplaqué filmé de 10mm et une couche isolante de 22mm en STEICO. Les dimensions seront donc à adapter en fonction des disponibilités de chacun.

• Préparer 2 chevrons de section 93mm x 45mm et de 209 cm de longueur.
• Préparer 2 chevrons de section 93mm x 45mm et de 109 cm de longueur.
• Préparer 2 liteaux de section 20mm x 53mm et de 209 cm de longueur.
• Préparer 2 liteaux de section 20mm x 53mm et de 109 cm de longueur.
• Coller à la colle PU et visser les liteaux sur les chevrons associés une face de 93mm d'épaisseur, à 32mm d'un des bords.

Remarque: Ces 32mm correspondent à l'épaisseur isolant + contreplaqué filmé. Il reste 8mm sur l'autre bord afin d'accueillir l'épaisseur de la vitre et d'un joint compribande.

• Découper les angles de chaque profilé bois ainsi obtenu à 45° en portant bien l'attention sur le sens de la découpe. La coupe se fait sur la longueur de 93mm.

Remarque: Cette coupe permet de retrouver la dimension 1m x 2m de la vitre en intérieur du cadre.

• Assembler le cadre à l'aide de colle PU et de longues vis à bois dans chacun des 4 angles.

Étape 3 - Fond et isolation du cadre

Étape 4 - Ouverture de l'entrée et de la sortie du capteur

Étape 5 - Facultatif: Protection pare-pluie

Étape 6 - Trappe "été"

Étape 7 - Surface réfléchissante

Étape 8 - Joint compribande vitre

Étape 9 - Circuit de chicanes

Étape 10 - Pose des ardoises

Étape 11 - Huilage et vernissage

Étape 12 - Pose de la vitre

Étape 13 - Système clapet, partie fixe

Étape 14 - Système clapet, partie mobile

Étape 15 - Système clapet, Assemblage

Étape 16 - Installation

Étape 17 - Utilisation

Étape 18 -

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