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Comparaison de la conception et des performances d’un aérotherme solaire – Stonehaven Life

essai latéral de capteurs solaires d'air - Gary Reys Dans mon dernier post – Chaleur solaire: libre de prendre, J’ai couvert certaines des informations générales à ce sujet utilisez l’énergie solaire pour chauffer votre maison. La construction d’un aérotherme solaire est un projet simple et utile pour les débutants ou les maîtres expérimentés et toutes sortes de conceptions et de plans planent – demandez simplement à M.Google.

Il semble que le projet le plus populaire et le plus flexible soit de le faire soi-même pour le chauffage unité indépendante qui peut être fixé à un mur ou à un toit pour plus de chaleur. Je vais y jeter un œil aujourd’hui 4 variantes les plus populaires de ces unités. Et merci Gary et Scott, quelques passionnés du solaire, peuvent partager un bref résumé des performances comparables que vous pouvez attendre de ces unités.

Bases du design

Toutes ces unités ont des caractéristiques communes et il peut être construit avec une alimentation électrique de base et des outils à main. La plupart des aérothermes solaires autonomes que j’ai rencontrés sont basés sur un châssis 4 x 8 ′, bien que d’autres tailles puissent être tout aussi efficaces en fonction de votre conception et de votre emplacement.

Dans tous les cas, ce sont des caractéristiques clés:

  • Cadre – Le cadre est généralement en bois 1 x 6 ou 2 x 6. La profondeur interne est généralement d’environ 3 à 4 pouces, selon la construction.
  • Dos isolé – La plupart de la chaleur peut être perdue ici. 1 à 2 pouces de Polyisocyanurate recommandé. L’isolation latérale est un peu moins importante.
  • Intérieur noir mat – Toutes les surfaces intérieures doivent être peintes avec une peinture résistante à la chaleur noire mate afin d’absorber autant de chaleur solaire que possible.
  • Absorbeur solaire – C’est le cœur de l’unité. L’absorbeur récupère la chaleur transférée par l’air traversant et traversant les surfaces chauffées.
  • Entrée / sortie d’air – L’air plus froid pénètre dans l’unité (généralement en bas) et après avoir récupéré la chaleur de l’absorbeur, sort par le haut de l’unité. Cela se produit soit par un processus naturel (Thermosiphon) ou assisté par un ventilateur à commande thermostatique.
  • Vitrage – L’avant de l’unité est scellé avec un matériau transparent afin que le soleil puisse briller sur l’absorbeur solaire et augmenter la température interne. Les matériaux de vitrage typiques sont le polycarbonate (type Lexan ou double paroi), l’acrylique ou le verre trempé.

Absorbeur solaire

la peinture noire matte agit comme absorbeur solaire - photo de Gary Reys Tous les autres sont égaux matériau pour absorber la lumière du soleil et le flux d’air dans le «cadre», les dessins ci-dessous diffèrent. Cela peut avoir un impact majeur sur l’efficience et l’efficacité de l’unité dans son ensemble. Trouver la bonne combinaison de gain de chaleur et de flux d’air cela peut prendre un peu d’expérimentation. Un radiateur solaire qui peut déplacer beaucoup d’air à 120F est plus efficace qu’un air à 160F qui se déplace trop lentement. Des températures internes élevées entraînent des pertes de chaleur beaucoup plus élevées à travers le verre. La vitesse du ventilateur et la taille du conduit affecteront le débit d’air.

Les conceptions décrites ci-dessous ne montrent pas de ventilateur, qui est généralement situé à l’extrémité de sortie pour extraire l’air à travers l’appareil. Recommandé fournir une sorte d’obturateur pour fermer automatiquement la sortie lorsque la température interne de l’unité tombe en dessous de la température ambiante pour éviter l’ensemencement inversé d’air chaud dans l’unité. Une couche de plastique léger fonctionne bien pour sceller les ouvertures s’il y a du tissu de quincaillerie sur la sortie. Bien que ces unités soient représentées inclinées au soleil, elles peuvent également être placées verticalement sous les latitudes nordiques.

Type de passage de retour

retourner une partie du réchauffeur d'air solaire - stonehavenlifeLe collecteur de retour existe depuis longtemps et il existe plusieurs variantes de conception. L’idée de base est oui l’air se réchauffe en remontant derrière l’absorbeur solaire chauffé. Des déflecteurs alternés peuvent être ajoutés pour ralentir ou perturber le flux d’air afin d’augmenter le transfert de chaleur.

Certains fenêtres pour l’installation sur les fenêtres permettre à l’air intérieur froid d’entrer par la chambre isolée par l’arrière. L’air gagne de la chaleur à mesure qu’il monte, se déplaçant derrière l’absorbeur solaire. L’absorbeur peut également être placé de manière à ce que l’air puisse passer des deux côtés pour un meilleur contact avec la surface. L’air chauffé sort par le haut de l’unité.

Type d’écran double

Aérotherme solaire à écran - stonehavenlife Le collecteur d’écran est un autre type commun qui est souvent utilisé et il est la construction la plus simple et la moins chère.Le premier écran à grille noire fournit beaucoup de zone de contact pour le transfert de chaleur sur l’air en mouvement, tout en ajoutant très peu de résistance au débit d’air. Dans la plupart des cas, l’écran est incliné à l’intérieur du cadre de sorte que l’écran soit plus proche du vitrage en haut de l’unité. Une couche de fenêtre noire peut être fixée à un cadre en bois et montée à l’intérieur du cadre.

Il semble que ce soit dans les tests que Gary et Scott ont couru il n’y a pas de différence significative performance entre métal et fibre de verre matériel d’écran de fenêtre. Comme avec tous les chauffe-eau solaires, essayez-le éloignez autant d’air que possible du verre pour réduire les pertes de chaleur.

Type de soffite en aluminium

placer le canal d'entrée sur un absorbeur de soffite perforé - photo de Gary Reys L’absorbeur de soffite en aluminium est essentiellement un variation sur l’absorbeur d’écran et fonctionne sur le même principe. L’absorbeur solaire est composé de plaques de matériau de soffite perforé disponible dans le commerceLa plaque absorbante est fabriquée en montant un insert avec le bord inférieur à l’arrière de l’appareil sur la surface intérieure de la boîte, et le supérieur près de la vitre. Les ouvertures latérales sont prévues en diagonale pour une surface continue pour l’installation du soffite perforé. l’air qui monte augmente la chaleur en purifiant la surface chauffée, en passant par les perforations pour sortir par l’ouverture supérieure. Le les coûts des matériaux sont plus élevés pour ce type par rapport à l’absorbeur d’écran.

Type de tuyau (récipients en aluminium ou sortie d’échappement)

section de tuyau section de réchauffeur d'air solaire - kamenhavenlife Le chauffe-eau solaire «pop can» a gagné en popularité ces dernières années et un proche parent est entré sur le terrain à l’aide de compte-gouttes en aluminium. Ces deux collectionneurs travaillent sur les mêmes principes, je vais donc les aborder ensemble. Le L’absorbeur solaire de ces unités est essentiellement une série de tuyaux métalliques à travers lequel l’air passe, recueillant la chaleur sur le chemin.

La seule caractéristique des tuyaux de type collecteur est qu’ils utiliser des plénums scellés en haut et en bas pour diriger l’air à travers les tuyaux. L’air pénètre dans le plénum inférieur, généralement près du centre de l’unité. Quelques constructeurs ajouter des déflecteurs pour aider à un flux d’air plus uniforme à travers tous les tuyaux. Parce que le plénum est scellé et isolé du vitrage, la seule façon dont l’air peut passer est à travers les tuyaux, collectant la chaleur de la surface lors de son déplacement. Le de l’air chauffé sort du tube dans le plénum supérieur où un ventilateur le tire dans la pièce.

Le Les principales différences que je constate entre l’utilisation de canettes et les déchets sont le coût des matériaux par rapport à votre travail. Les boîtes de conserve sont bon marché et faciles à collecter, mais il faut beaucoup de travail pour nettoyer, couper les hauts et les bas, coller avec du silicone et de la peinture plusieurs centaines d’entre eux. Les sorties seraient très rapides et faciles à couper, à peindre et à installer dans l’unité, mais elles coûtent plus cher. Je n’ai pas vu de données de comparaison entre ces deux espèces pour voir si l’un est plus efficace que l’autre.


silicone appliqué aux seaux percés pour l'assemblage - pots de vin maison solaire peinture des évents en aluminium pour un chauffage solaire - photo de Gary Reys

Quel type de collecteur est le plus efficace?

La comparaison de l’efficacité de conception des « chauffe-eau solaires » est un une zone assez rare Au mieux. Chaque constructeur utilise ses propres méthodes de mesure de la température, du débit d’air et de l’efficacité la réponse courte est – personne ne sait vraiment à coup sûr.

Côté positif, hiver 2010-2011 amateurs de solaire Gary Reysa je Scott Davis investir du temps et des efforts pour exécuter des tests de comparaison côte à côte sur plusieurs des conceptions décrites ci-dessus. Bien que Gary et Scott vivent dans différentes parties des États-Unis, ils ont utilisé les mêmes matériaux et plans pour leurs tests et sont arrivés à des résultats similaires.Vous pouvez voir leur test de comparaison approfondi qui comprend la méthodologie, des graphiques, des images thermiques et d’autres détails sur BuildItSolar.com.


cloisons alternées dans le collecteur arrière - photo de Gary Reys image thermique du collecteur arrière - photo de Gary Reys

Alors qu’ont-ils trouvé?

En bref:

Type d’écran:

Les meilleures performances ainsi que les moins chères et les plus faciles à construire. Gary et Scott ont été surpris et ont utilisé cette conception comme référence lors des tests des autres.

Type de projecteur en aluminium:

Les performances sont essentiellement liées au type d’écran de référence – mais elles sont un peu plus complexes et coûteuses à construire.

Type de passage de retour:

Chute de pression élevée (mauvaise). Performances de -10 à -20% du type d’écran de référence. Une amélioration par la refonte est possible. (Voir l’image thermique ci-dessus)

Type de tuyau – (moulage en aluminium testé)

Comme testé, les performances variaient de -40 à -50% du type d’écran de référence. C’est la construction la plus chère et Gary a estimé qu’il y avait place à amélioration, surtout égaliser le flux d’air à travers tous les tuyaux. Les tests futurs devraient montrer une amélioration des performances.

Plans de chauffage solaire

L’année dernière Je pensais faire monter un radiateur était ma meilleure option basée sur le coût et l’efficacité. Après avoir passé les résultats des tests de Gary et Scott, je réévalue mon plan. Motivé par des performances optimales, des coûts réduits et une construction plus facile de leurs collecteurs d’écran, J’ai commencé à travailler sur dispositif d’absorption d’écran « portable » pour faire face à une situation particulière dans ma maison.

Une fois J’ai fini et lui donner quelques essais, je vais partager les résultats.

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Images: BuildItSolar.com; brianshomebrewsolar;

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