Construction d'un chauffe-eau solaire

Catherine GOUJON

 

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Cette maquette illustre le système du chauffe-eau solaire. Mais dans une installation solaire à usage domestique, ce n'est pas l'eau qui a circulé dans le capteur qui coule aux robinets : un liquide caloporteur (eau+antigel...) circule dans un circuit fermé, et cède, dans un ballon de stockage, à l'eau sanitaire, les calories captées dans le panneau. [voir fiche de l'ADEME]
Le réservoir d'eau froide avec le système de pompage
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  • Récupérer une pompe dite "dispenser"  : un flacon de savon liquide, de cosmétique ou de produit alimentaire. La nettoyer, et l'amorcer, si nécessaire, en y mettant de l'eau.
  • Découper une ouverture à la base pour laisser entrer l'eau du réservoir.
  • Introduire le bec du flacon dans le tube (PVC Ø 5mm) qui entre dans le panneau solaire.
  • Mettre de l'eau dans le réservoir.
  • Placer un thermomètre (à liquide rouge, ou numérique) dans le réservoir (bocal)
Le boîtier du capteur solaire
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  • Réaliser le panneau avec un sous-verre (24x30 cm) : le support et le verre sont déjà découpés aux mêmes dimensions. 
  • Peindre le panneau en noir.
  • Coller une baguette de section carrée (1cm) sur le support, en laissant un espace (5mm) de chaque côté pour laisser entrer et sortir le tuyau.
  • Faire serpenter le tuyau noir à l'intérieur du panneau. Avec cette dimension de panneau, 3,5m de tuyau peuvent entrer dans le cadre. On laissera 50cm de tuyau sortir de chaque côté pour brancher la pompe et alimenter le ballon d'eau chaude.
  • Maintenir le verre sur le cadre avec 2 gros bracelets élastiques disposés de part et d'autre, sur la baguette.
  • Ajouter un style pour orienter le panneau : quand l'ombre du style disparaît, le panneau est perpendiculaire aux rayons lumineux.

Remarques : Le fond et le tuyau noirs constituent l'absorbeur : l'énergie lumineuse absorbée est transformée en chaleur. La vitre laisse les rayons lumineux passer mais retient la chaleur, comme une petite serre.  [Voir l'article sur le site La Main à la Pâte : "Où va la lumière quand elle rencontre un corps opaque"]

Le ballon de stockage de l'eau chaude
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  • Choisir 2 petites bouteilles qui peuvent s'emboîter :
    • une bouteille de lait (25cl) pour l'intérieur
    • une bouteille (1l) d'eau (dont on a enlevé la partie supérieure) pour l'extérieur
  • Dans le bouchon de la bouteille de lait réaliser 2 trous (avec un fer à souder, le travail est propre !)
    • 1 pour faire passer le tuyau d'arrivée d'eau (Ø 5mm)
    • 1 pour faire passer un thermomètre (à liquide rouge, ou numérique) (Ø 7mm...)
  • A la base de la bouteille, faire un trou pour faire passer un tuyau (Ø 5mm)
  • Envelopper la bouteille dans une feuille de plastique à bulles (2 épaisseurs). 
    • La scotcher au niveau du "ventre" de la bouteille
    • La maintenir avec un bracelet en caoutchouc au niveau du goulot. 
    • Faire une fente au niveau du trou pour l'évacuation de l'eau.
    • Replier le plastique sous la bouteille.
  • Lester la bouteille avec de la pâte à modeler.
  • Insérer la petite bouteille à l'intérieur de la grande, et marquer  l'endroit où sera le trou d'évacuation de l'eau. Réaliser le trou.
  • Une fois la petite bouteille calée dans la plus grande, consolider le tout en enfilant un ballon de baudruche (préalablement découpé comme sur l'image) sur la partie supérieure, en englobant le goulot de la petite bouteille, et le haut de la partie extérieure. 
  •  Insérer le tuyau à la base de la bouteille (étape la plus délicate !) : Il traverse les deux parois. L'ouverture de la bouteille de lait étant large, et sa hauteur peu importante, on peut mettre un point de colle universelle à l'intérieur autour du tuyau.

Remarques : La bouteille de lait est opaque et légèrement métallisée à l'intérieur. Le plastique à bulles isole le récipient. Le ballon de baudruche rend hermétique à l'eau la cloison entre les 2 bouteilles.