Chauffage solaire. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Les chauffe-eau solaires sont utilisés pour le chauffage et l'eau chaude depuis le début du XXe siècle. À ce jour, dans un certain nombre de pays (États-Unis, Allemagne, Norvège), avec le soutien de l'État aux programmes d'économie d'énergie, les capteurs solaires en plastique polymère avec vitrage installés sur les toits ou sur les vérandas vitrées sont largement utilisés.

Le dispositif du module solaire-chauffe-eau est très simple (Fig. 3.3). Un écran plat avec des tuyaux soudés par le bas est éclairé par les rayons du soleil. Des écrans sans tuyau sont également utilisés, sous la forme de deux plaques avec un espace fendu entre elles. L'écran est relié par des tuyaux aux parties supérieure et inférieure du réservoir de stockage. Une circulation naturelle s'établit dans le circuit : l'eau froide entre dans les canalisations par la partie inférieure du réservoir, l'eau réchauffée dans les canalisations grillagées de moindre densité s'écoule vers la partie supérieure du réservoir. La plaque supérieure de l'écran est peinte avec de la peinture noire mate pour augmenter l'absorption de l'énergie rayonnante et recouverte de verre ou d'un film polymère pour protéger contre les précipitations. Dans les régions à températures négatives, le circuit est rempli d'une solution aqueuse d'antigel ; l'antigel chauffé par le rayonnement solaire cède de la chaleur à l'eau du ballon de stockage dans un échangeur de chaleur tubulaire.

Fig.3.3. Le chauffe-eau solaire le plus simple

Les experts norvégiens en énergie estiment que les économies d'énergie annuelles des systèmes de chauffage solaire en Europe du Nord sont de 250.300 80 kWh par mètre carré de surface de capteurs. Le coût des capteurs solaires en Norvège est d'environ 10 euros par mètre carré, y compris le revêtement de protection lorsqu'il est installé sur le toit. La période de récupération aux prix actuels de l'électricité en Norvège est d'environ XNUMX ans. Dans le même temps, la pollution de l'environnement résultant de la combustion de combustibles fossiles dans les chaudières des centrales thermiques traditionnelles et des chaufferies est exclue.

Il existe également des systèmes de chauffage solaire à air (calorifère) dans le monde. L'air chauffé dans le capteur solaire traverse un accumulateur de chaleur - un récipient rempli de pierre concassée ou de cailloux. S'il est nécessaire de chauffer la pièce, l'air ambiant est entraîné par un ventilateur à travers une couche de galets. Le système de chauffage solaire à air peut également fonctionner sans accumulateur de chaleur. Dans ce cas, le ventilateur entraîne l'air ambiant directement à travers le capteur solaire à air.

Une nouvelle façon d'utiliser le rayonnement solaire pour le chauffage est l'utilisation de vitres recouvertes d'un film de polyester avec un revêtement métallique. Ce verre est transparent aux rayons de la gamme de longueurs d'onde lumineuses, qui transportent le maximum d'énergie dans le spectre solaire, mais il réfléchit le rayonnement infrarouge de la pièce et procure ainsi un "effet de serre" dans l'appartement. Ces verres sont de plus en plus utilisés en Finlande.

L'énergie solaire peut être utilisée pour dessaler l'eau de mer et l'eau polluée. Le distillateur solaire le plus simple est un récipient rempli d'une fine couche d'eau salée ; les rayons du soleil concentrés sur le vase évaporent l'eau. La vapeur se condense sur une paroi plane inclinée et le condensat s'écoule dans le collecteur d'eau dessalée. Des unités de réfrigération solaire ont également été développées, dans lesquelles le réfrigérant (ammoniac) est évaporé par le rayonnement solaire et participe en outre au cycle de réfrigération de type à absorption. L'équipement solaire thermique (panneaux thermiques, installations d'alimentation en chaleur chaude, distillateurs solaires) est produit par Mashinostroenie NPO à Reutov, dans la région de Moscou.

L'énergie solaire est également utilisée dans de petites installations à haute température (figure 3.4). Les rayons du soleil sont focalisés par un miroir parabolique sur un objet chauffé (par exemple, un creuset de fusion).

Fig.3.4. chauffage solaire

Par rapport au chauffage dans des fours, de telles installations fournissent un chauffage plus intense et un processus plus propre. Le même appareil a des "cuisines solaires".

Auteur : Labeish V.G.

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