Aquecedor solar individual: aquece água com energia gratuita

O aumento do preço da conta de luz está deixando você tonto? Quer garantir as suas despesas e a quantidade de água quente que pode produzir, mantendo o seu conforto?

Se procura mais independência, autonomia e resiliência, esta solução irá interessá-lo.

Hoje, ainda mais do que antes, é fundamental enfrentar as incertezas e ao mesmo tempo contribuir para o esforço comum para esta transição um tanto… “desportiva”.

O aquecedor solar de água utiliza o único recurso que todos podem ter gratuitamente… o sol!

O que é um aquecedor solar de água?

Trata-se de um sistema de recuperação de energia solar para produzir parte ou a totalidade da água quente sanitária da sua casa. Neste caso específico é o CESI: Aquecedor Solar Individual de Água.

O CESI pode fornecer 50 a 70% das necessidades de água quente sanitária, ao mesmo tempo que reduz a fatura energética. A energia solar térmica substitui parcial ou totalmente outras fontes de energia, como eletricidade, gás, óleo combustível, biomassa, etc.

É composto por três elementos principais:

• Painéis solares térmicos (também chamados de coletores ): são instalados no seu telhado para captar os raios solares.

• O tanque solar (ou cumulus) : equipado com trocador de calor, garante a transferência de calorias entre o fluido aquecido pelo sol e a água doméstica do tanque.

• Aquecimento complementar : para garantir a produção de água quente durante todo o ano e independentemente das condições meteorológicas, geralmente assume-se uma resistência eléctrica na ausência de radiação. Este aquecimento adicional também pode ser fornecido por uma bomba de calor (PAC), uma caldeira a gás, a lenha ou a óleo.

Outros elementos podem ser necessários dependendo do tipo de instalação escolhida como o circulador, o tanque de expansão, a regulação. Se você estiver na região de Lyon, temos balões solares em estoque em Rillieux-la-Pape .

Como funciona um aquecedor solar de água?

Os coletores solares transformam a energia solar , mais precisamente a radiação solar, em energia térmica . Isso quer dizer que transmitirão calor e não eletricidade (lembrando que a eletricidade é produzida por meio de um painel fotovoltaico).

Este calor é transferido dos sensores para o tanque graças a um fluido de transferência de calor (= que transporta o calor) que circula em tubos de cobre ou aço inoxidável ou multicamadas.

O líquido de transferência de calor passa então por um trocador localizado na parte inferior do tanque de água quente e transmitirá suas calorias para a água doméstica.

@source ADEME

Ao transmitir calor para o tanque, o líquido de transferência de calor permanece em movimento e esfria enquanto a água aquece. Em seguida, retorna aos coletores solares térmicos para iniciar um novo ciclo de aquecimento.

A água aquecida do tanque é então aproveitada junto à lareira da casa de banho ou da cozinha.

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Vantagens e desvantagens do sistema de aquecimento solar

Vantagens de um aquecedor solar de água individual

• Utilização de energia verdadeiramente renovável , gratuita , ecológica e disponível de forma ilimitada,
• Confiabilidade : 20 a 30 anos para os sensores e o cumulus solar
• Um retorno do investimento cada vez mais rápido dado o aumento do preço dos combustíveis fósseis, como o gás ou a eletricidade.

Desvantagens de um aquecedor solar de água individual

• A contribuição solar varia durante o dia e ao longo das estações, pois depende da quantidade de sol. Portanto, é necessário fornecer um dispositivo adicional para atender às suas necessidades em todas as circunstâncias e compensar quando a luz solar é insuficiente.
• O investimento para este tipo de instalação será superior ao de instalações mais convencionais (cumulus elétrico ou balão termodinâmico). Observe que você pode se beneficiar de auxílios estatais , como o bônus My Renov.
• A instalação de um sistema de painéis solares e de um tanque requer espaço suficiente para tal, no exterior e no interior.

Os diferentes tipos de coletores solares

Para entender o que é e como funciona um aquecedor solar de água, você precisa saber que existem vários tipos de sistemas de aquecimento solar de água e que também existem diferentes tipos de sensores.

A escolha deste elemento chave dependerá da temperatura com que se pretende trabalhar, do preço ou da disponibilidade.

Sensor plano ou de vidro

Este é o modelo de sensor mais comum. Aparece na forma de painéis grossos (cerca de 90 mm). É uma espécie de caixa isolada termicamente e coberta com vidro. A área de superfície de um sensor varia dependendo do fabricante, mas geralmente é de 1,5 a 2,5 m².

No interior, um tubo cheio de fluido de transferência de calor serpenteia por toda a superfície do sensor. É colocado sobre isolamento para reter o máximo possível o calor recuperado. É coberto por uma placa de metal escuro (o absorvedor) para capturar a quantidade máxima de energia solar.
A moldura de alumínio garante a rigidez do sensor e o vidro permite a passagem dos raios de luz, mantendo o interior do sensor à prova d'água.

Campos de aplicação : estes sensores podem ser utilizados para aquecedores solares de água individuais ou coletivos, bem como para sistemas solares combinados (SSC) que também produzem aquecimento de água para uso doméstico.

Sensor de vácuo

Eles aparecem como tubos pretos conectados entre si por barras de sustentação.
O fluido de transferência de calor circula dentro de um tubo de vácuo duplo de cor preta (nitreto de alumínio), que absorve os raios solares.
Os raios solares incidem diretamente no tubo ou indiretamente por reflexão graças à contribuição dos espelhos parabólicos de fundo.

O tubo de vácuo possui melhor isolamento que o coletor plano, o que proporciona eficiência 30% maior no inverno. No resto do ano, é equivalente.
Por outro lado, estes sensores são mais complicados de produzir, o que aumenta o custo de produção.

Âmbito de aplicação : os tubos evacuados também são utilizados para aquecedores solares de água individuais ou coletivos, bem como para sistemas solares combinados (SSC), mas também em certas aplicações industriais.

Sensor de carpete

É feito de borracha macia muito resistente por onde circula água. Este sistema é tecnologicamente menos específico e, portanto, o mais barato de todos. No entanto, não é suficientemente eficiente para aquecer água quente sanitária, a menos que se encontre num país quente.

Âmbito de aplicação : o sensor de carpete é usado principalmente para aquecer água de piscinas. Também pode ser usado paraa produção de água quente sanitária em regiões quentes.

fonte: Astrapool

Funcionamento de aquecedores solares de água (CESI)

Existem pelo menos 3 tipos de sistemas de aquecimento solar térmico de água:

CESI sob pressão

Sistema histórico, é o mais utilizado, presente entre todos os fabricantes, adaptável a todas as situações. O fluido de transferência de calor é água à qual foi adicionado “glicol” pelas suas qualidades anticongelantes e excelente transmissão de calor.
Isso não vai escoar e esse é o seu limite. Na verdade, quando a bomba é parada (temperatura do tanque a 85°C / corte de energia), o líquido de transferência de calor glicol permanece nos sensores e aumentará de temperatura. Pode então superaquecer e deteriorar-se.
Para contrariar este efeito e manter a eficiência do sistema, será necessário mantê-lo regularmente, nomeadamente através da substituição do fluido de transferência de calor.

Termossifão CESI

Este é o sistema mais simples e comum em áreas geográficas não sujeitas a geadas.

O tanque está localizado acima dos sensores, no telhado ou no sótão. Eles devem estar perto da bola. O fluido de transferência de calor que aquece nos coletores sobe naturalmente no tanque e empurra o fluido mais frio em direção ao coletor. Não há necessidade de circulador ou regulamentação cara. No entanto, podemos encontrar os mesmos problemas ligados ao sobreaquecimento que o CESI sob pressão.

CESI autodrenante

O CESI autodrenante visa eliminar os efeitos do superaquecimento dos sensores no verão. O objetivo é esvaziá-los do líquido quando não há calorias para recuperar (quando os sensores estão muito frios ou o balão atingiu a temperatura máxima). Esta instalação pressupõe que os sensores sejam instalados acima do tanque e que a conexão solar tenha uma inclinação contínua para que o fluido possa fluir bem.

A carga de manutenção é então bastante reduzida e a instalação ganhará em longevidade.

As soluções autodrenantes são menos conhecidas porque não são oferecidas por todos os fabricantes.

• Existem soluções autodrenantes glicoladas que requerem uma pequena reserva de drenagem próxima ao tanque para armazenar o fluido de transferência de calor.
• Existem também soluções CESI autodrenantes muito específicas com água para levar ao máximo a simplicidade de implementação e utilização (ROTEX, HELIOFRANCE). Estas soluções são possíveis: os fabricantes desenvolveram um modelo de balão de polipropileno que não teme a corrosão e permanece aberto à pressão atmosférica.

A solução de autodrenagem é preferida quando a configuração da instalação o permite. Caso contrário, a solução pressurizada será a mais adequada.

Quanto custa instalar um aquecedor solar de água?

Conte com 4.000 a 7.000 euros , com instalação para kit com depósito de 200 a 300 litros, acoplado a sensores de 3 a 5 m².

Isso geralmente corresponde às necessidades de uma família. Os preços variam dependendo do tamanho da instalação: tamanho do balão e superfície dos painéis.

Um preço que pode variar significativamente dependendo dos instaladores e do tipo de aquecedor solar de água selecionado. Este tipo de melhoria energética faz parte do plano de resiliência: conheça a sua elegibilidade e o valor do apoio Ma Prime Renov.

Lucratividade

O retorno do investimento para uma instalação de produção de água quente solar é de 10 a 15 anos em média.

Você também deve considerar que está melhorando sua autonomia energética.

Na verdade, é interessante não nos limitarmos apenas aos cálculos financeiros, pois os parâmetros económicos podem mudar muito mais rapidamente do que o esperado.

A vida útil dos elementos é relativamente longa, desde que bem conservados: um mínimo de 10 anos para os componentes mais frágeis e até 30 para os colectores solares.

2 perguntas antes de investir em um aquecedor solar de água

Contribuições solares

A solução ideal, como você deve ter entendido, é instalar os sensores voltados para o sul com uma inclinação de 40-45 graus. Se tiver uma inclinação diferente, a sua instalação seráSem dúvida um pouco menos eficaz, mas ainda assim será interessante.
Um profissional pode ir até sua casa para avaliar a viabilidade do seu projeto.

Máscaras solares

Será necessário observar as máscaras solares. Estes podem perturbar a luz solar da sua instalação, criando uma sombra, reduzindo a eficácia dos colectores solares e, portanto, o seu desempenho.
O local onde serão instalados deve ser cuidadosamente estudado.
Você precisará verificar as sombras projetadas pelos elementos do telhado, árvores, casas ou mesmo edifícios vizinhos.

Prepare a instalação do seu aquecedor solar de água

Passos obrigatórios para instalar um aquecedor solar de água

Para instalar coletores solares no telhado da sua casa, você deve solicitar autorização da prefeitura , esteja planejando uma casa nova ou uma reforma. Na verdade, você está alterando a aparência exterior do seu edifício.

Encontre todas as condições no site do serviço público bem como na página relativa à declaração prévia de obras .

Os documentos urbanísticos podem ser consultados no seu município e irão informá-lo sobre as condições a respeitar relativamente ao aspecto do seu alojamento.

Para facilitar sua vida, você pode baixar diretamente o formulário (CERFA 13703-09)

Se você estiver em um local classificado, seu projeto deverá ser apresentado e validado ao arquiteto Bâtiments de France .

Quem pode instalar um aquecedor solar de água?

Para instalar um aquecedor solar de água, aconselhamos trabalhar com um artesão especializado (formação RGE Qualisol, Réseau Proeco Energie, etc.). Com efeito, o seu artesão deve estar atento à instalação de colectores solares térmicos, respeitando as condições de segurança e sem comprometer a estrutura e a impermeabilização da cobertura.

Onde colocar coletores solares?

Para que a eficiência térmica do seu aquecedor solar individual seja ótima, a solução ideal é instalá-lo na face sul do seu telhado, com uma inclinação de 40 a 50° em relação à horizontal.

Dimensionando a instalação do seu aquecedor solar de água

Muitas vezes é recomendado obter ajuda para calcular o tamanho do seu aquecedor solar de água.
Com efeito, devidamente equipado e possuindo os códigos de compreensão técnica, será necessário estimar diversos parâmetros como: a inclinação do plano, a orientação, o albedo do solo, a superfície dos sensores calculados, as necessidades diárias calculadas, a temperatura onde a água deve ser colocada de forma, nomeadamente, que cumpra as normas sanitárias em função do dimensionamento.

No cálculo teremos também em conta a irradiação média anual da sua localidade, as diversas máscaras solares, sejam elas próximas ou distantes e a sua incidência consoante a época do ano.

Ao prestar suporte, o profissional tem o dever de orientar e ouvir as necessidades do cliente. Poderá então colocar as questões adequadas e assim chegar ao melhor compromisso para a sua casa.

Dimensionando o tanque da sua instalação

Comece determinando o volume do balão de acordo com as necessidades da família. São em média 40 litros/dia/pessoa. É possível ligar as diversas máquinas (máquina de lavar roupa, máquina de lavar loiça, etc.). É então necessário determinar a necessidade desses dispositivos.

É interessante aproveitar este momento para avaliar se é possível reduzir as necessidades de água quente do agregado familiar recorrendo a chuveiros ou espumadores economizadores de energia.

O volume calculado corresponde ao volume aquecido pelo backup na ausência de sol. Você terá, portanto, que multiplicar esse volume por 1,5 a 2 vezes para obter o volume do seu tanque solar.

Para uma família de 3 a 4 pessoas, geralmente optaremos por um tanque solar de pelo menos 200 litros.

Dimensionamento de painéis solares

A capacidade do tanque é um fator importante para o cálculo da área superficial dos coletores solares.
Em média consideramos 1 m² de sensores para 50 a 75 litros de armazenamento. A área do sensor é calculada com base no desempenho dos sensores e no tamanho do volume de armazenamento.

Aqui estão as recomendações da ASDER sobre o assunto:

Observação: o tamanho correto será diferente dependendo da sua região. No sul, 2 a 3 m² podem ser suficientes para um tanque de 200 litros, enquanto no norte será necessário reservar entre 4 e 6 m².

Além dos elementos discutidos acima e se você realmente quiser experimentar um cálculo, o INES (Instituto Nacional de Energia Solar) colocou online um software gratuito acessível na internet, chamado: “CalSol”.
Este último permite calcular a área superficial dos painéis de que necessita, entre outras coisas (incluindo o retorno do investimento).

Seria interessante superdimensionar?

O superdimensionamento não é recomendado pelos seguintes motivos:
- Um balão muito grande fará com que você perca espaço,
- A água será aquecida desnecessariamente,

- Aumento de problemas com superaquecimento do campo do sensor,
- A estagnação da água armazenada favorece o aparecimento de bactérias como a doença dos legionários, muito perigosa para a saúde humana. Livrar-se dele às vezes requer a mudança de todo o sistema.

- Os coletores solares terão menor produtividade.

- O retorno do investimento será menos bom.

Valeria a pena subdimensionar?

O subdimensionamento do tanque solar inevitavelmente fará com que você perca o conforto quando os dias estiverem nublados.

É melhor subdimensionar a superfície do sensor instalado do que superdimensioná-la. A produtividade média dos sensores será maior e você reduzirá o investimento.

Apesar disso, a eficiência da instalação ou taxa de cobertura solar será menor.

Quanto tempo dura um aquecedor solar de água?

A vida útil de um aquecedor solar de água varia dependendo dos modelos e fabricantes de 15 a 20 anos. Bem conservado, este equipamento pode até ultrapassar em muito esta duração.
Geralmente excede o de um sistema termodinâmico, mais tecnológico e, portanto, mais frágil e, em geral, com menor controle das regras de instalação.
Como qualquer equipamento técnico, a manutenção e a boa conservação desempenham um papel essencial na durabilidade de um aquecedor solar de água.

Como fazer a manutenção do seu sistema de aquecimento solar de água?

Manutenção de sistema

Se pretende que a sua instalação dure muito tempo e tenha um óptimo desempenho, é essencial garantir o seu bom funcionamento através de uma manutenção regular.

Para fazer isso, é recomendado:
• Verifique regularmente os níveis de pressão (fluido de transferência de calor)
• Observe o isolamento do circuito hidráulico
• Inspecionar a bomba de circulação (apenas no caso de aquecedor solar de água com bomba elétrica).
• Garantir que o regulamento funciona corretamente
• Planeje a visita de um profissional a cada dois ou três anos (alguns fabricantes oferecem rastreamento)

Manutenção de painéis solares térmicos

Quanto à limpeza dos painéis, a chuva deve ser bastante eficaz.
Porém, se você mora perto de uma fonte de poeira ou sujeira (fábrica, árvores, fumaça, areia, etc.), será necessário lavá-lo regularmente.

É possível limpar você mesmo os painéis com água limpa e morna e uma esponja não abrasiva depois de esfriarem (cuidado com sua segurança!).
Deve ser dada especial atenção às calhas de recolha de águas pluviais; nada deve obstruir o fluxo, pois os bloqueios podem criar pontos quentes.

Quais são as marcas de aquecedores solares de água franceses?

• Heliofrança
• atlântico
• Saunier Duval
• Giordano

Perguntas frequentes sobre aquecedor solar de água

Quem pode me informar sobre ajuda financeira?

Contate um consultor da France Renov , eles são as pessoas mais conhecedoras do assunto.

Aquecedor de água solar ou termodinâmico?

Vantagens de um aquecedor solar de água em comparação ao termodinâmico:

• Confiabilidade comprovada
• Impacto ambiental muito menor em caso de vazamento (o aquecedor de água termodinâmico utiliza um refrigerante extremamente prejudicial em termos de poder de aquecimento global)

Desvantagem de um aquecedor solar de água em comparação com o termodinâmico:

• Maior investimento inicial

Posso usar aquecedor solar de água individual nas montanhas?

Esta é uma excelente solução porque:

• a luz solar é maior que as camadas inferiores
• Radiação mais direta
• O reflexo da neve otimiza a radiação

Os rendimentos obtidos são melhores do que nas planícies, embora se possa pensar que as temperaturas são mais amenas.

Para mais:

• Solicite um orçamento ao meu colega Benjamin
• Conheça o arquivo ADEME sobre energia solar para produzir calor em casa