Comment construire un chauffe-eau solaire passif - Green Homes - TERRE MÈRE NOUVELLES
Construire un chauffe-eau solaire est simple et peut produire d'importantes économies sur les factures d'électricité avec un investissement minimal.
Illustration par Dave Channon
Suivez ces instructions pour construire un chauffe-eau solaire facile et abordable. Découvrez les différents types de chauffe-eau solaires. Découvrez comment un chauffe-eau solaire passif peut être simple à construire et à réduire vos factures de services publics.
Comment construire un chauffe-eau solaire passif
Pour le do-it-bricoleur à la recherche d'un bon marché, facile à construire système de chauffage solaire de l'eau, le chauffe-eau solaire passif intégré (IPSWH, prononcé ips-wah) est un rêve devenu réalité. Tout ce que vous devez construire ce chaud est terre-à-terre de l'eau d'un réservoir de chauffe-eau électrique mis au rebut, une boîte de contreplaqué isolé maison pour loger le réservoir, une feuille ou deux de verre de fenêtre utilisée ou plastique, quelques raccords de plomberie communs, certains tuyau et un peu d'isolation. Ajouter quelques heures satisfaisant de mesure, la pensée, le sciage, le martelage, la peinture et la clé tournant, et vous aurez un approvisionnement continu en eau chaude, à condition pratiquement sans frais par ce four convivial dans le ciel (le seul réacteur nucléaire en toute sécurité , 93 millions de miles).
Chauffe-eau solaires: Cinq Ones Hot
Maintenant que vous connaissez les bases, nous allons jeter un oeil à cinq des nombreux types de chauffe-lots en usage aujourd'hui.
La douche solaire est vraiment un chauffe-lot à petite échelle, un design classique en utilisant plastique transparent et noir pour faire un chauffe-eau solaire portable et étonnamment efficace. L'eau est placé dans le sac, puis partit avec le côté clair face au soleil. En une heure, l'eau commence à se réchauffer, fournissant une douche agréable même sur une journée fraîche si le soleil est lumineux. Je l'ai utilisé pendant des années ces en camping et je suis toujours impressionné par la façon dont ils travaillent.
Le chauffe-lot unique réservoir est souvent surnommé un appareil de chauffage « breadbox », parce que certains d'entre eux ressemblent beaucoup à une boîte à pain à l'ancienne surdimensionné. Dans l'ensemble, il est probablement le plus économique, moins compliquée des chauffe-lots permanents à construire, ce qui nécessite des matériaux acquis seulement facilement et les compétences de construction de base. Pour le « écono-modèle » boîte à pain, un réservoir de chauffe-eau électrique standard récupéré est logé dans une boîte de contre-plaqué isolé ou un vieux réfrigérateur ou congélateur coquille. matériau de vitrage (généralement en verre, fibre de verre ou une température élevée en matière plastique moulée résistant) recouvre la boîte.
l'eau entrant pénètre dans la boîte à pain près du fond du réservoir, et de l'eau chauffée par le soleil est tirée vers le haut et dirigé vers l'unité de sauvegarde dans la maison. Une boîte à pain orienté horizontalement est plus facile à construire et moins visible que verticale, mais l'inclinaison du réservoir augmente la stratification de l'eau et améliore l'angle solaire, ce qui entraîne des températures plus élevées.
L'appareil de chauffage en discontinu à trois cuve verticale est similaire, mais augmente la performance avec l'espace de stockage et la zone de collecteur. Pour la triple navire-citerne, trois réservoirs de radiateur de chauffage de l'eau sont enfermées dans une grande boîte bien isolée. matériau de vitrage recouvre le côté orienté vers le sud et la partie supérieure de la boîte. Un couvercle isolé ou un couvercle coulissant vers le bas pourrait être installé pour améliorer la rétention de la chaleur, mais je ne trouve qu'il est nécessaire. Les trois réservoirs sont d'aplomb en série, avec le réservoir central (donc mieux isolée) servant la dernière étape avant est déchargée de l'eau chauffée.
La plus grande surface de collection, l'amélioration de la stratification thermique due à la position inclinée et la série branchement à fournir un meilleur chauffage à la plus petite, horizontal, breadbox seule cuve. Pour tester l'efficacité du chauffe-eau à trois cuves, j'ai installé et surveillé un pour un an chez moi en Californie du centre-nord et a trouvé qu'il a fourni un impressionnant 70 pour cent de l'eau chaude de ma famille!
Comment lots travail chauffe-eau
Quelques principes de base et considérations régissent la conception, l'installation, l'utilisation et l'entretien des appareils de chauffage par lots. IPSWHs sont appelés appareils de chauffage par lots parce que le cœur du système est le « lot » de l'eau stockée dans le réservoir (s). La conception de l'appareil de chauffage en discontinu de base repose sur un réservoir ou d'une série de tuyaux de grand diamètre ou des réservoirs. Le réservoir est peint en noir mat ou revêtu d'une surface sélective qui absorbe la chaleur solaire facilement et la transfère à l'eau stockée à l'intérieur. Pour augmenter la collecte de la chaleur et de réduire la perte de chaleur, le réservoir est enfermé dans une boîte isotherme recouverte sur le côté orienté vers le sud ou le dessus d'un matériau de vitrage.
Dans l'appareil de chauffage en discontinu standard, l'eau froide entre dans le réservoir collecteur solaire par l'intermédiaire d'une entrée latérale à proximité du fond ou par l'intermédiaire d'un « tube plongeur » qui pénètre dans la partie supérieure et les rejets d'eau froide près du fond. L'eau chauffée sort par un orifice de sortie à proximité du sommet où l'eau est la plus chaude, puis se déplace vers un dispositif de chauffage classique de sauvegarde (fonctionnant au gaz, d'électricité ou de bois) où il est chauffé tout le chemin à la température désirée. Chauffe-lot utilisent la pression de la ligne de flottaison pour la circulation, ce qui élimine la nécessité pour les pompes coûteuses et des contrôles. Pendant les mois d'été, ou lorsqu'il est chaud toute l'année et ensoleillé, le chauffage d'appoint peut souvent être mis hors tension et contournée, avec le chauffage par lots fournissant tous vos besoins en eau chaude. Dans Davis, en Californie. Mon chauffe-trois réservoir fourni toute notre eau chaude pendant neuf mois.
La température relativement basse du collecteur minimise l'expansion et la contraction des composants, ce qui réduit l'usure. La masse de l'eau dans le système aide à protéger contre le gel et des températures très élevées qui peuvent nuire à des matériaux, ce qui conduit à la vie longue du système. La recherche en Europe suggère que jusqu'à 20 pour cent de l'eau dans le collecteur peut geler sans endommager le réservoir, mais gardez à l'esprit les tuyaux sont encore en danger à moins protégé ou drainée.
Les 6 commandements de chauffe-eau solaire passif
Si les spécifications de votre chauffage et l'installation, suivez ces six commandements, il fonctionnera admirablement et l'approvisionnement en eau solaire chauffé bon marché, quelle que soit la conception spécifique que vous choisissez.
1. Localisez votre appareil de chauffage pour une exposition solaire maximale. Trouvez un endroit ensoleillé, emplacement plein sud, de préférence à proximité du chauffage de secours pour réduire au minimum la distance de la tuyauterie. Vous pourriez avoir à faire un peu de calcul pour être sûr que votre capteur solaire sera exposé au soleil quand vous voulez de l'eau chaude, mais le placement et l'orientation sont les considérations plus important. Rappelez-vous le soleil est haut en été, faible en hiver. Spécifiques angles optimaux pour votre position pendant un mois de l'année se trouvent ici. (Cliquez sur « Data Services », puis sélectionnez « Altitude et Azimuth du Soleil ou de la Lune pendant une journée. »)
3. Assurez-vous que votre système conservera la chaleur. Il y a un certain nombre d'options pour vitrage haut et le mur faisant face au sud de l'appareil, y compris le verre simple et double vitrage ou en fibre de verre et de plastique conçus pour une exposition solaire prolongée. Dans la plupart des cas, vous devez utiliser deux couches de votre choix vitrage avec un espace d'air entre pour assurer une rétention maximale de la chaleur. Le verre est généralement un vitrage approprié pour les chauffe construites par le propriétaire, sauf si vous obtenez la grêle sévère. polycarbonate à double paroi est une alternative difficile. Assurez-vous de flasher le vitrage avec soin pour éviter les fuites et de calfeutrer et sceller les vitres pour éviter la condensation, ce qui peut limiter la capture d'énergie.
4. Taille de votre appareil de chauffage de façon appropriée. Pour déterminer la taille dont vous avez besoin, laissez 30 gallons d'eau chaude par personne dans votre ménage (une famille de conservation d'esprit pourrait se débrouiller avec seulement 10 gallons par personne). En fonction de votre environnement et vitrerie, vous aurez envie de planifier 1 à 2,5 litres d'eau par pied carré de vitrage comme un rapport général pour un bon chauffage. Un plus petit rapport à vitrage eau accélère considérablement le gain de chaleur, mais peut augmenter le risque de gel. Si vous ne pouvez pas répondre à l'idéal, ne vous découragez pas. Un système plus petit sera encore fournir de l'eau solaire économique pré-réchauffement et d'économiser l'énergie et de l'argent non renouvelable. Les systèmes de traitement par lots avec des réservoirs relativement petites et boîtiers simples sont communs, et beaucoup font encore bien au bout de 30 ans, longtemps après que la plupart des systèmes plus complexes ont disparu.
5. Faire une connexion efficace, résistant au gel du système de sauvegarde. Minimiser tuyau pistes et isoler le tuyau avec précaution en utilisant une isolation en mousse ou en fibre de verre avec chemisage en aluminium. Construisez pour durer - si vous utilisez juste la mousse elle se décomposera en quelques années. Il peut prendre jusqu'à 72 heures à 12 degrés pour geler un réservoir de chauffe-eau exposée, mais les tuyaux sont beaucoup plus vulnérables. Dans un bref gel, vous pouvez laisser l'eau chaude légèrement pour garder les tuyaux du gel. Dans les climats d'hiver très froids, vider le réservoir collecteur et les conduites à l'automne.
Configurer le système de sorte que vous pouvez désactiver le chauffage d'appoint et laisser couler l'eau chaude solaire directement aux utilisateurs, et donc vous pouvez contourner le système solaire de l'eau si vous voulez vider et le fermer en hiver. Assurez-vous que les connexions sont le code du bâtiment approuvé. Après avoir terminé l'installation de plomberie, purger l'air hors du réservoir à travers le bouchon à vis dans la partie supérieure du réservoir jusqu'à ce que le système est rempli d'eau.
6. Construire votre système pour durer. Utilisez les meilleurs matériaux que vous pouvez vous permettre ou chaparder, et prendre soin dans la construction de votre unité. Il devrait fonctionner pendant 20 à 30 ans, alors il vaut la peine de le faire droit. Soyez prudent: Assurez-vous que les supports du réservoir sont assez forts pour supporter la charge qu'ils vont porter, et obtenir de l'aide avec le déplacement des réservoirs en toute sécurité. Si vous construisez un appareil de chauffage à haute performance, envisager d'ajouter une vanne de régulation de température à proximité du chauffage d'appoint afin que personne ne s'ébouillanté dans une douche.
Si vous utilisez des réservoirs galvanisés et raccords avec des tubes en cuivre, assurez-vous que les deux métaux sont séparés par non conducteur approprié, raccords diélectriques pour empêcher la corrosion accélérée. J'ai eu une bonne chance en utilisant des tubes en cuivre, raccords diélectriques et raccords en plastique galvanisé sur mes réservoirs.
La chaleur solaire Goes On
Le seul défaut de chauffe-lot est trop tôt températures du matin inférieures à la suite de la perte de chaleur nocturne - pas un problème pour les gens qui aiment prendre une douche avant d'aller au lit, mais un facteur « réveil » boosté pour ceux qui prennent tôt douches du matin .
Des recherches plus récentes ont montré que nous pouvons réduire le refroidissement nocturne de plusieurs façons. La stratégie la plus efficace est un ensemble de couvercles isolés qui sont fermés la nuit et élevés au cours de la journée, avec réflexion qui attrapent le dessous et l'énergie solaire directe supplémentaire aux réservoirs. Mais cela peut être difficile de faire fonctionner à moins que le système est monté sur le sol. couvercles automatiques peuvent être aussi à l'aide releveurs thermiques couramment utilisés pour évacuer les serres. Si un couvercle est possible, il est une bonne idée: Il est facile de faire un couvercle à charnière isolé servir une double fonction comme réflecteur quand il est porté à sa position pendant la journée, et d'améliorer ainsi l'efficacité. Peuvent prolonger la Réflecteurs saison à l'automne et lui permettre de commencer plus tôt au printemps.
Une méthode plus simple pour minimiser la perte de chaleur repose sur un revêtement de surface ultra-moderne, sélective spéciale, comme la peinture Thurmalox. Une canette de peinture en aérosol suffisante pour revêtir 50 pieds carrés coûte moins de 20 $.
Surveillez votre chauffage de secours
La négligence de votre chauffage d'appoint classique peut entraîner inutilement des factures élevées de chauffage de l'eau, malgré le chauffe-eau solaire! Quatre formes de négligence communes sont isolants mal la pièce où le chauffe-eau classique est logé; à défaut d'isoler le réservoir suffisamment (peu coûteux et facile à installer « couvertures thermiques » peuvent être ajoutés en quelques minutes); le maintien d'un réglage de la température inutilement élevée (parfois le défaut d'un mauvais thermostat); et permettant de construire des sédiments sur le fond de la cuve, isolant l'eau de la source de chaleur (drainer les sédiments provenant du réservoir une fois par an).
Vérifiez votre chauffage d'appoint lorsque vous installez votre chauffe-eau solaire. En fait, même si votre unité solaire est un rêve pour le moment, il est logique de bonne énergie pour régler votre chauffe-eau conventionnel en ce moment. Si elle atteint la fin de sa vie, envisager de le remplacer par un flash ou « à la demande » chauffe-eau qui chauffe l'eau seulement quand il est recherché. Les consommateurs dans les pays européens il y a longtemps rendu compte qu'il n'a pas de sens de garder 30 ou 60 gallons d'eau chaude pendant les heures où personne ne en a besoin.
Energie solaire: la solution pratique pour le chauffage de l'eau
chauffe-eau solaires passives sont rentables dans une large gamme de climats, mais sont plus faciles à construire et exploiter dans les climats chauds. Cette technologie offre le do-it-bricoleur soucieux de l'énergie une alternative intéressante à l'eau chaude coûteuse et la dépendance énergétique conventionnelle.
L'une des meilleures façons de commencer est avec un groupe d'amis. Construire une série de chauffe-eau ensemble et en faire un projet amusant, le partage du travail et de l'expertise. Quelqu'un aura les outils de plomberie et des compétences; quelqu'un d'autre, les compétences en menuiserie et des outils. Le bon sens combiné du groupe obtiendra le travail rapidement et en toute sécurité.
Si vous n'êtes pas un do-it-bricoleur, il existe de nombreux systèmes d'eau chaude solaires commerciaux efficaces disponibles pour pratiquement partout dans le monde (pour plus d'informations, cliquez ici.) Dans les zones plus froides, un système de thermosiphon est souvent un bon choix . Protection contre le gel peut impliquer l'antigel liquide avec des échangeurs de chaleur, égouttez-retour ou d'autres systèmes pour éviter le gel des dommages. De nombreux produits utilisent maintenant les capteurs à tubes sous vide pour chauffer l'eau, qui monte ensuite dans un réservoir de stockage bien isolé.
Bien sûr, vous ne devez pas prendre ma parole. Regardez autour de vous, lire autour, magasiner, et - le plus important - construire vous-même. Je pense que vous arriverez à la même conclusion que je l'ai fait il y a des années que les chauffe-eau solaires passifs intégrés offrent le plus économique, efficace, méthode descendante à la terre du réchauffement de l'eau sous le soleil.
Débuts modestes, Résultats Hot
Les principes utilisés dans les chauffe-lot modernes sont les mêmes que ceux appliqués à la première chauffage solaire de l'eau il y a plus de 100 ans. Robbers Roost, la planque des années 1880 Butch Cassidy dans l'Utah, comprend aurait encore les restes d'un chauffe-eau solaire passive: une grosse boîte noire rempli d'eau et placé au soleil. Le premier chauffe-eau solaire commercial, breveté en 1891 par Clarence Kemp, a utilisé quatre réservoirs d'eau cylindriques logés dans une boîte de pin recouvert de verre simple vitrage. En 1900, plus de 1 600 de ces unités étaient utilisés aux États-Unis. En 1898, Frank Walker, de Pasadena, en Californie. A déposé un brevet sur une conception améliorée. Le modèle de Walker a été encastré dans le toit, au lieu d'exposé au-dessus du toit comme les radiateurs de Kemp. L'unité Walker a également incorporé des connexions à un poêle à bois avec un réservoir de chauffe-eau pour le chauffage de sauvegarde, le précurseur direct de l'application du dispositif de chauffage en discontinu la plus courante d'aujourd'hui: un dispositif de préchauffage solaire alimentant un chauffe-eau standard dans la maison.
Malgré le succès de ces appareils de chauffage étaient au début, ils ont disparu progressivement à mesure que le pétrole, l'électricité et le gaz naturel est devenu disponible. Ces nouvelles sources d'énergie apparemment bon marché entraîné des coûts élevés en dommages à l'environnement, la santé humaine, le réchauffement climatique et dégradation des habitats - mais ces coûts étaient, et sont encore, ignorés.
Heureusement, ces nouveaux développements de l'énergie n'a pas apporté la recherche de chauffage solaire de l'eau à l'arrêt totale. À l'Université de Californie. Davis, en 1936, F. A. Brooks a testé plusieurs modèles de chauffage et a démontré que le réservoir chauffe-eau solaires de type pourrait produire des températures de l'eau plus de 120 degrés. Il a également découvert que les réservoirs verticaux placés sur un plan incliné fournissent une eau plus chaude que les unités horizontales. Brooks a conclu que les chauffe-lots pourraient produire de l'eau chaude à un coût toujours inférieur à celui des systèmes solaires à plaque plat.