Mon plan pour la domination du monde à travers le chauffe-eau solaire

Mon plan pour la domination du monde à travers le chauffe-eau solaire

Je suis intéressé par le chauffage solaire et l'énergie solaire depuis mon enfance. Mais je ne suis pas devenu sérieux avant de construire unserre solaire sur ma dernière maison. Fort de cette expérience, j'ai décidé que mon prochain projet serait un pur projet de chauffage solaire.

J'ai commencé le projet en commandant 3 chauffe-eau solaires à tubes sous vide auprès deTournesol solaire en Chine. C'était amusant car j'ai importé tout moi-même. C'était aussi un peu risqué, car je devais pré-payer 1100 dollars à la Chine par virement bancaire sans vraiment savoir si j'allais obtenir quoi que ce soit. Mais la caisse s'est présentée à l'entrepôt sous douane à Milwaukee environ six semaines plus tard, sans problème. J'ai payé mes frais de douane et les ai chargés dans notre petite camionnette!

Si j'avais acheté un type de système similaire auprès d'un fournisseur d'énergie solaire américain, cela m'aurait coûté environ 3 000 dollars. Ce que je veux vraiment, c’est acheter un collecteur d’une valeur d’un conteneur entier. L'usine m'a promis un prix bien meilleur si j'achète en quantité!

Les capteurs solaires à tubes sous vide sont une bête étrange. Faites attention: vous avez un long tube dans lequel l'air est pompé, avec un absorbeur de chaleur plat en aluminium ou en cuivre à l'intérieur. À l'intérieur de l'absorbeur thermique se trouve un fluide caloporteur à changement de phase, généralement de l'alcool ou du fréon. Le caloporteur bouillira lorsqu’il est exposé au soleil, le gaz monte vers l’échangeur thermique en cuivre situé au sommet (au-delà de la partie évacuée du tube), où il se condensera et renverra sa chaleur. L'extrémité en cuivre est insérée dans un collecteur de transfert de chaleur et est traversée par de l'eau, chauffant ainsi l'eau.

Voici le côté entreprise d’un collecteur de chaleur solaire à tubes sous vide. Les tubes ont environ 3 pouces de diamètre et 5 pieds de long. Bien qu’ils soient coûteux par rapport aux capteurs à plaques planes, l’isolation extrême du vide leur permet de capter l’énergie solaire de manière très efficace, même par temps couvert ou nuageux. Un jour de novembre, les collecteurs ont brûlé l'isolant de mousse sur les tuyaux en cuivre se dirigeant vers le collecteur, et j'ai vu des températures de l'eau atteignant 190 degrés Celles-ci étant pompées dans le sous-sol. Hou la la!

Ici vous pouvez voir un collecteur avec les tubes installés, alors que le collecteur à côté de lui n'a pas les tubes installés. L'installation sur le toit était facile, je viens d'assembler les collecteurs avec des cadres au sol, puis de les visser sur le toit. J'ai fait toute la tuyauterie, puis, quand tout était prêt, j'ai monté les tubes fragiles sur le toit et les ai installés. Tout était léger et facile à travailler. (OK la traduction en chinois était un peu fragile par endroits. Mais l'usine était très facile à joindre par email et a envoyé toutes sortes de photos à montrer.) L'important est de sceller le toit aussi bien que possible et d'obtenir la plomberie bien fait. J'ai utilisé 1/2 cuivre tout autour. Les collecteurs chinois avaient des sorties de 22 mm, ce qui correspond parfaitement au cuivre US 3/4 ″. Souder sur le toit était un peu frustrant, même le jour le plus calme, il y avait suffisamment de vent pour éteindre le flambeau. Mais je l'ai finalement fait et ça ne coule pas du tout.

SO… .le contrôleur à gauche surveille la température dans les capteurs solaires et dans le réservoir de stockage solaire au sous-sol. Lorsque la température sur le toit dépasse la température dans le réservoir de stockage du sous-sol, la pompe en ligne illustrée à droite est activée et du fluide solaire chaud circule dans le système, chauffant ainsi l'eau au sous-sol.

Voici la vue au sous-sol. Le réservoir de stockage solaire est notre vieux chauffe-eau électrique de 50 gallons. L'eau froide qui va être chauffée pour un usage domestique va d'abord dans ce réservoir, où elle est chauffée par le fluide solaire du toit. L'eau sort du réservoir de stockage solaire et passe dans le chauffe-eau domestique ordinaire. Si la journée est nuageuse, cet appareil de chauffage servira de réserve et fera tout le chauffage de l’eau requis. S'il fait beau, l'eau sera chauffée uniquement à l'énergie solaire.

À droite, vous pouvez voir un peu de l'échangeur de chaleur fait maison que j'ai fabriqué pour le réservoir de stockage solaire. J'ai retiré les éléments chauffants supérieur et inférieur du réservoir et inséré autant de tubes de cuivre de 1/2 ″ que possible. J'ai pu utiliser des raccords à compression en cuivre pour réaliser un joint d'étanchéité. Le fluide solaire (un mélange d’eau et de propylène glycol - un antigel alimentaire) est pompé à travers ce serpentin en cuivre dans le réservoir et transfère sa chaleur à l’eau. C'est une solution temporaire, j'obtiendrai éventuellement un plus grand réservoir de stockage et passerai probablement à un échangeur de chaleur à plaques plates à double pompage.

Cela ne fait que quelques jours que le système est pleinement opérationnel, avec très peu de soleil. Je n'ai donc pas beaucoup de données de performance à partager. Le chauffage solaire de l'eau dans notre climat peut fournir jusqu'à 75% des besoins en chauffage de l'eau sur une base annuelle. Mais la majeure partie de ce chauffage a lieu au printemps, en été et en automne. Le soleil est tout simplement trop bas dans le ciel et éteint pendant trop peu de temps en hiver pour être très utile à notre latitude.

Données du 27 novembre (soleil dégagé, vent de plus de 30 mi / h, maximum de 20 degrés):

J'ai utilisé le lave-vaisselle vers 13 heures, ce qui explique la chute de température. Un pin est ombré après 13 heures, ce qui peut aussi expliquer pourquoi la température n’a pas repris. Chauffer 50 gallons d’eau à 50 degrés Fahrenheit (cela a au moins fait autant de travail) représente 20 000 btu de chauffage, si mes calculs sont exacts. (1 btu = 1 livre d'eau levée 1 degré Farenheit). Je pense qu’il faut davantage d’isolation des tuyaux - j’ai frit une partie de la mousse isolante sur le toit quand la pompe ne fonctionnait pas un jour. Je ne sais pas du tout comment mon échangeur de chaleur fait maison se compare aux autres, mais je pense que cela laisse beaucoup à désirer. Un réservoir de stockage solaire fabriqué en usine avec un échangeur de chaleur interne contient environ 120 pieds de tuyau de cuivre pour l'échange de chaleur, alors que mon réservoir ne contient que 20 pieds de tuyau de cuivre.

Je souhaite vraiment installer un échangeur de chaleur externe à plat. Cela nécessiterait une pompe pour extraire l'eau du réservoir, à travers l'échangeur de chaleur, et revenir au réservoir. Mais ces échangeurs de chaleur seraient super efficaces.

Globalement, je pense que ce système est proche de ce que je veux. Tous les conseils que j'ai lus disent que vous ne voulez pas surdimensionner le système. Si le chauffage est trop important, le chauffage en été pose un problème: que faites-vous de toute cette chaleur supplémentaire? Vous êtes censé l'adapter à 100% de vos besoins en chauffage en été. Il semble que ce système conviendrait parfaitement pour un jour d’été, qui dispose de plusieurs fois plus d’énergie disponible qu’un jour d’hiver.