Construction des insolateurs

Publié le 5 juin 2007, mise à jour le 31 juillet 2010


Un insolateur est la partie d’un capteur solaire qui trnasfert la chaleur du soleil à l’eau due l’installation de chauffage.
Chaque module d’insolateur comprend :

- Il est constitué :
- 1. d’un châssis fixe à simple vitrage. Ce vitrage fait effet de serre et capte l’énergie du soleil à l’intérieur de la maison.
- 2. d’un volet intérieur très isolé coulissant.
- 3. d’une isolation renforcée par l’extérieur
- 4. d’une masse thermique à l’intérieur de la maison. Elle peut être constituée soit d’une dalle lourde au sol, soit d’un mur lourd, soit des deux.

Schéma du mur solaire passif bientôt disponible...un collecteur horizontal bas en cuivre 20/22 ou 26/28

- un collecteur horizontal haut en cuivre 20/22 ou 26/28

- un faisceau de tubes verticaux en cuivre 10/12

- une tôle ondulée peinte en noir ligaturée sur ces tubes avec du fil de fer galvanisé.

1- Construction de l’échangeur en cuivre

Les collecteurs sont reliés entre eux bout à bout par des raccords en laitons brasés sur le tube de cuivre. Quand on peut en trouver, utiliser de préférence un raccord à souder trois pièces à portée   sphérique, sinon utiliser un raccord mâle et un raccord femelle à écrou prisonnier avec un joint de fibre pour l’étanchéité.

Dans le cas ou l’entr’axe des modules est de 0,50m, la longueur totale du collecteur entre l’extrémité du raccord mâle à un bout et la surface extérieure du joint de fibre à l’autre bout doit être exactement de 0,50m. Sinon en ajoutant les insolateurs bout à bout, ils ne tomberaient plus en face des châssis.

Pour absorber les dilatations l’entrée basse et la sortie haute des insolateurs peuvent être raccordées aux canalisations du réseau par des flexibles de diamètre 26/34 . On peut les remplacer en faisant des boucles àgrand rayon sur les canalisations.

L’espacement des tubes verticaux doit correspondre exactement à l’entraxe entre chaque ondulation de la tôle ondulée, qui est normalement de 76mm. Vérifiez bien cet espacement sur vos tôles avant de tracer les perçages : mesurez la distance entre le sommet de la première ondulation et le sommet de la plus éloignée, et divisez cette distance par le nombre d’ondulations.

Les tubes verticaux sont « piqués » sur les tubes collecteurs. Pour un meilleur assemblage, utilisez un outil spécial de plombier pour préparer les emboitures de piquage. Sinon percez avec soin un avant-trou de diamètre 5mm pour permettre un bon positionnement des piquages, afin qu’ils soient bien alignés sur le tube collecteur. Puis repercez au diamètre 12mm.

Avant de braser, bien vérifier que les tubes ne rentrent pas à l’intérieur du collecteur. Si vous pouvez disposer de l’outil à réaliser les piquages il est livré avec une pince spéciale. Elle permet de réaliser une ou deux petites bosses proches de l’extrémité du tube afin que ce dernier rentre dans le piquage sans dépasser à l’intérieur du collecteur.

Tous les tubes verticaux doivent être coupés exactement à la même longueur, de façon à obtenir la distance précise d’entr’axe des collecteurs.

Pour faciliter l’opération de brasure, nous avons utilisé un gabarit en bois qui maintenait ensemble fermement tous les tubes verticaux.

Les brasures sont impérativement réalisées en brasure forte (à base de cuivre) pour supporter les efforts dus aux dilatations.

2- Préparation des tôles de l’insolateur

Les tôles ondulés sont vendues galvanisées, c’est-à-dire recouvertes d’une couche de zinc pour éviter leur oxydation quand elles sont soumises aux intempéries. Cette couche très brillante contribue à un bon rendement du capteur car elle limite l’émission par rayonnement vers l’arrière du capteur.

Par contre elle pose un gros problème sur sa face avant car le zinc réduit considérablement l’accrochage de la peinture noire mat nécessaire à l’absorption du rayonnement solaire.

Nos expérimentations ont montré que les peintures de sous-couche d’accrochage ne résistaient pas aux hautes températures.

peinture-ecaillee.jpg

décollement de la peinture sur l’expérimentation

Pour garantir un bon accrochage de la peinture, nous avons choisi d’amener nos insolateurs dans une usine d’Alès qui les a sablé très fortement puis peint. La peinture est en epoxy réfractaire. C’est le must.


3- Découpe de la tôle

Couper la tôle avec une scie sauteuse équipée d’une lame pour métaux, en position vitesse réduite.
On peut aussi utiliser une disqueuse diamètre 125mm avec un disque à tôle de très faible épaisseur (1,5mm). La découpe est plus rapide mais il faut ensuite passer du temps pour enlever les bavures de découpe.

4- Fixation des tubes sur la tôle

pointage-fixation.jpg

percage.jpg

Pour chaque ligature, percer deux trous distants de 12mm dans le fond d’une ondulation.

ligature.jpg

pose-ligature.jpg

Couper des attaches en fil galvanisé diamètre 1,2mm. Passer une ligature par l’avant.

tension-ligature.jpg

ligature-finie.jpg

Tirer le fil en faisant levier avec la tenaille sur la tôle. Serrer en torsadant. Refaire levier avec la tenaille puis torsader à fond. Vérifier que le tube est bien plaqué sur la tôle, il ne doit y avoir aucun mouvement possible entre le tube et la tôle

5- Peinture de la tôle et des tubes de cuivre

Une solution mise en oeuvre par une entreprise de peinture industrielle :

- un "dérochage" de surface par un sablage très puissant (la tôle galvanisée et le tube de cuivre deviennent rugueux sous l’impact des grains de sable, sans enlever la galvanisation)
- une couche de 25 microns de primaire Carboline 200 (primaire oxyde de fer à liant époxy, tenue en température jusqu’à 250°C)
- une couche de 25 microns de Thermaline 1248 de Carboline (peinture de finition à liant silicone, tenue en température jusqu’à 250°C)
- la garantie légale est de 5 ans, mais l’expérience montre que la durée de vie serait d’au moins 15 ans.

Remarques :
- pour la peinture haute température, les épaisseurs sont divisées par 2 : juste ce qu’il faut pour assurer la teinte. Au delà, plus c’est épais, plus le risque de craqueler augmente. Pour une peinture ordinaire l’épaisseur est de 50 microns.
- les prix de la peinture sont d’environ 10€ HT/litre pour le primaire, 17 €HT/l pour la finition, plus 2€HT/l pour une teinte autre que noir, vendu en conditionnement de 5 litres mini.
- le pouvoir couvrant est d’environ 6m2/litre.
- le cout total en atelier (dérochage + primaire + finition) est d’environ 18€HT/m2, le dérochage seul est d’environ 11€HT/m2.
- Carboline est la seule marque qui permet de choisir une teinte autre que noir ou alu, pour la haute température. Ceci permet de concevoir des capteurs de couleur gris, ocre ou brun. Mais plus on s’éloigne de la teinte noir, plus on perd de rendement, environ 5 à 7% pour un gris foncé.

Source : entreprise DELARBRE, à Alès www.peinture-delarbre.fr
Prix : octobre 2008

Carboline : carboline.france@stoncor.com


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