Solare Termico : FAQ su Impianto Termosolare

Domande e Risposte sul Solare Termico: Cos’è, come è fatto un impianto, che tipologie di pannelli esistono quali i vantaggi e quanto costa?

Che cos’è il solare termico?

Con la formula solare termico viene normalmente indicata la tecnologia con cui viene riscaldata l’acqua a partire dall’energia solare. Il termine tecnico è termosolare (dal greco: thermos = calore).

La tecnologia termosolare può però anche venire impiegata per produrre aria calda o addirittura per raffreddare.

 

Come è fatto un impianto termosolare?

Gli impianti termosolari sono costituiti generalmente da un pannello solare, una centralina dotata di una pompa ed un serbatoio per l’acqua calda ben coibentato.

Nel pannello, detto anche collettore, l’energia solare viene raccolta dalle lamiere dell’assorbitore dotate di un rivestimento speciale (latino: collector = raccoglitore).

Sotto le lamiere sono fissati dei tubi di rame attraverso i quali scorre un fluido termovettore. La centralina dotata di pompa è incaricata del trasporto del calore. Nel serbatoio solare ben coibentato il calore viene trasferito all’acqua in esso contenuta mediante lo scambiatore di calore. In questo modo si ha a disposizione acqua calda anche di notte o nei giorni di pioggia.

 

Quali tipi diversi di pannelli esistono?

Il pannello più diffuso è quello piano. L’assorbitore ne costituisce il nucleo (lamiere e tubi di alluminio o rame rivestiti). Esso possiede una copertura anteriore in vetro di sicurezza e sia lateralmente che posteriormente una coibentazione resistente alle alte temperature. Questi componenti vengono tenuti insieme da un telaio dalla struttura robusta.

Esistono inoltre pannelli a tubi sottovuoto. In questo caso le lamiere assorbenti sono situate in tubi di vetro in cui vigono condizioni di vuoto.

Grazie al vuoto le perdite di calore del pannello a tubi sono inferiori a quelle del pannello piano ed il primo risulta quindi particolarmente efficiente nei mesi freddi.

Oltre a questi pannelli con superfici vetrate vi sono anche i cosiddetti assorbitori per piscine, costituiti generalmente da tubi flessibili in plastica di colore nero (tappeti assorbitori) ed utilizzati per grandi piscine all’aperto o piscine private.

L’assorbitore solare costituisce la parte centrale e più importante del pannello ed è normalmente di rame, alluminio o più raramente di acciaio.

Per evitare che l’assorbitore ridisperda il calore nell’ambiente, esso è inserito in un telaio di alluminio o di rame coibentato posteriormente e lateralmente e coperto da una lastra di vetro sulla parte superiore.

In caso di pannelli a tubi, lo strato assorbente vaporizzato dei tubi CPC può trovarsi per es. all’interno di un tubo in vetro sottovuoto, sfruttando così in modo ottimale il vuoto come strato coibentante (principio del thermos).

All’interno di questo tubo il fluido termovettore viene fatto passare attraverso tubi di rame e riscaldato. L’accumulatore solare Il sole non splende tutti i giorni. Per poter far fronte ai giorni con cielo coperto gli accumulatori solari hanno una capienza pari a circa il doppio del fabbisogno giornaliero e hanno quindi dimensioni maggiori dei comuni boiler per acqua sanitaria.

Normalmente nella zona inferiore dell’accumulatore è collocato lo scambiatore di calore per il circuito solare ed in quella superiore lo scambiatore di calore per il riscaldamento ausiliario.

Nella zona del riscaldamento ausiliario l’acqua dell’accumulatore può essere mantenuta sempre alla temperatura desiderata per es. di 60°C e l’impianto solare può offrire il proprio contributo energetico in quella inferiore, anche quando le temperature del pannello sono inferiori a 60°C. In una giornata a cielo coperto l’acqua nella zona inferiore dell’accumulatore potrebbe per esempio essere preriscaldata dall’impianto solare da 15°C a 40°C.

Il riscaldamento ausiliario dovrebbe farsi carico in questo caso solo di un aumento della temperatura pari ai restanti 20°C. Quando lo scambiatore di calore solare riscalda l’acqua nella zona inferiore dell’accumulatore, questa sale e crea delle turbolenze nell’acqua del serbatoio, che a loro volta producono un parziale raffreddamento dell’acqua calda.

Per evitare questo fenomeno è stato messo a punto il cosiddetto serbatoio a strati.

Qui l’acqua viene riscaldata in uno scambiatore di calore dal circuito solare e dopodiché immessa nello strato di acqua che presenta esattamente la stessa temperatura del vettore del circuito solare.

In questo modo si evita un mescolamento del contenuto del serbatoio e possono formarsi degli strati idrici con differenti temperature. L’accumulatore viene riempito mediante uno stratificatore che possiede uscite a diverse altezze.

Quando l’acqua calda sale all’interno di questo stratificatore, essa viene espulsa esattamente all’altezza dello strato in cui si trova acqua con la stessa densità, ossia con la stessa temperatura. In assenza di turbolenze del serbatoio, l’energia solare può essere utilizzata in modo più efficiente, dal momento che nella zona superiore è sempre presente acqua calda ed in quella inferiore l’acqua rimane fredda.

L’impiego di pannelli più potenti consente una diminuzione della quantità di ricircolo nel circuito solare. In questi impianti cosiddetti low-flow circolano solo fra i 15 e i 25 litri di fluido termovettore per m2 di superficie di pannello e per ora, contrariamente ai 50-60 litri degli impianti tradizionali.

Le inferiori perdite di calore permettono differenze di temperatura più elevate fra pannello e accumulatore, cosicché deve essere trasportato meno fluido per mettere a disposizione la stessa quantità di energia.

I vantaggi del sistema di serbatoio a strati low-flow sono rappresentati, da un lato, dal maggiore rendimento e, dall’altro, dai bassi costi legati al diametro inferiore delle tubazioni e quindi al volume minore dell’impianto solare.

I gruppi di circolazione Il gruppo di circolazione, detto anche gruppo pompa, è l’elemento di congiunzione fra l’impianto solare a pannelli ed il serbatoio dell’acqua calda.

Contiene tutte le armature ed i dispositivi di sicurezza per garantire un esercizio sicuro e di lunga durata di un impianto termosolare e poter impostare e controllare in ogni momento i parametri rilevanti.

La sua completa prefabbricazione consente un montaggio facile e rapido di tutti gli elementi idraulici del sistema. Un gruppo di circolazione è composto essenzialmente dai seguenti componenti: pompa di ricircolo, rubinetti di chiusura e termometri per mandata e ritorno, indicatore di flusso, freni a gravità per mandata e ritorno, valvola di sicurezza, manometro, sfiato, attacchi per il riempimento dell’impianto, attacco per il vaso di espansione.

 

La tecnologia termosolare è sperimentata?

Sì. I componenti per la produzione di acqua calda, l’integrazione del riscaldamento, il riscaldamento delle piscine e anche per la produzione di energia elettrica sono sperimentati da anni.

Hanno inoltre raggiunto un’elevata efficienza e possiedono una durata utile di decenni.

 

Posso anche riscaldare con un impianto termosolare?

In Germania è in continuo aumento il numero delle persone che utilizzano il calore solare anche per riscaldare la propria casa.Gli impianti solari combinati per il riscaldamento dell’acqua sanitaria e l’integrazione del riscaldamento possono fornire all’abitazione il calore di cui ha bisogno in primavera ed in autunno ed integrare la caldaia in inverno.

Gli impianti termosolari per l’integrazione del riscaldamento richiedono una superficie di pannelli maggiore rispetto a quella necessaria per la sola produzione di acqua calda.

Sono inoltre dotati di uno speciale serbatoio.Gli impianti solari per l’integrazione del riscaldamento lavorano in maniera particolarmente efficiente in case dotate di impianti di riscaldamento moderni e con un buon isolamento termico.

 

Come viene protetto l’impianto termosolare dal gelo e quale è la sua durata utile?

Il fluido termovettore che si trova nel pannello e nei tubi che vanno al serbatoio (circuito solare) è una miscela di acqua e antigelo.

I glicoli impiegati non rappresentano una fonte di pericolo per la salute e proteggono l’impianto anche in caso di gelo estremo. La durata di un impianto termosolare è oggi di oltre 20 anni.

 

La mia casa è adatta ad ospitare un impianto termico?

Indipendentemente dal fatto che sia fotovoltaico o termosolare, praticamente ogni edificio si presta all’uso di un impianto solare. Fra le molte possibilità di installazione di un impianto solare vi è anche quella più adatta alla vostra abitazione.

Avete inoltre la possibilità di coprire una parte dei costi dell’investimento sfruttando i relativi incentivi.

È possibile installare gli impianti solari in modi molto diversi a seconda della struttura edilizia esistente.

Oltre agli impianti che vengono integrati in un fabbricato già esistente, vi sono anche sistemi il cui montaggio è indipendente dagli edifici.

Viene fatta la distinzione fra:

montaggio sul tetto:

montaggio dei pannelli su di una struttura di sostegno al di sopra della copertura del tetto esistente

montaggio integrato nel tetto

montaggio dei pannelli al posto della copertura del tetto

montaggio su tetto piano

montaggio dei pannelli su di una struttura di supporto per tetti piani

montaggio libero

integrazione nella facciata sistema fisso di montaggio a palo.

L’importante è che la superficie prevista sia esente da fenomeni di ombreggiamento. Oltre a ciò anche la statica del tetto deve poter sopportare il carico ulteriore e l’aspetto estetico non dovrebbe soffrire delle modifiche da apportare.

 

Quanto costa un impianto termosolare?

I prezzi per un nucleo familiare di 4 persone si aggirano fra i 4.000 e gli 8.000 Euro. Se si desidera anche un’integrazione del riscaldamento i prezzi sono compresi fra circa 8.000 e 11.000 Euro.

Gli impianti con pannelli a tubi sottovuoto sono un po’ più cari di quelli con pannelli piani. Questi prezzi sono validi per tutti i componenti necessari e comprendono il montaggio e l’IVA.

Gli eventuali incentivi non sono stati ancora presi in considerazione in questo calcolo. Per gli impianti di riscaldamento dell’acqua sanitaria si può calcolare una superficie totale di pannelli pari a 1,0 –1,5m² a persona.

Con una superficie di pannelli poco più grande si può ottenere la stessa resa energetica anche sul lato ovest e su quello est. I tetti piani con un impianto a montaggio libero sono ugualmente adatti.

Anche il montaggio in giardino o quello a parete sono possibili.Il serbatoio necessario per l’acqua calda ha bisogno di una superficie di appoggio di circa un metro quadro e di circa due metri di spazio in altezza.

 

Quando si dovrebbe montare un impianto termosolare?

Nel caso di costruzione di una casa nuova il momento è particolarmente favorevole per l’installazione. Generalmente è possibile risparmiare circa il 20 percento dei costi rispetto ad un montaggio successivo.

Chi volesse contenere le spese, dovrebbe comunque provvedere a rendere economicamente vantaggiosa una successiva installazione con la corretta posa delle tubazioni e il montaggio di un appropriato serbatoio per l’acqua calda.

Un’aggiunta successiva nei fabbricati è in principio sempre possibile. In caso di edifici già esistenti, i momenti migliori sono quelli corrispondenti ad un rinnovo dell’impianto di riscaldamento o ad un risanamento del tetto.

Chi combina un ammodernamento del riscaldamento o delle misure di isolamento termico con il montaggio di un impianto solare può approfittare di ulteriori incentivi. A tal fine dovreste affidarvi a ditte specializzate competenti.

 

A quanto ammontano i costi di esercizio e di manutenzione?

Nel caso di un impianto termosolare i componenti elettrici (pompa, centralina) richiedono corrente. I costi si aggirano qui intorno a non più di 15 Euro l’anno.

Una manutenzione regolare assicura una lunga durata dell’impianto termosolare e costa circa 100 Euro. Contrariamente all’impianto di riscaldamento è però sufficiente una manutenzione ogni due o tre anni.

 

Quali sono i vantaggi del termosolare?

Il sole è la più grande e più sicura fonte di energia. Sarà a nostra disposizione sicuramente ancora per miliardi di anni.  L’energia solare è un’energia pulita e gratuita, con cui ci si può concedere anche una lunga doccia senza rimorsi.

L’energia solare viene utilizzata direttamente sul posto. Non vi sono costi di trasporto.  L’energia necessaria per la produzione di un impianto termosolare viene recuperata nel giro di due anni.

Dopodiché esso fornisce solo guadagni in campo energetico. Gli impianti termosolari sono tecnicamente sperimentati, hanno una lunga durata utile e rappresentano un incremento di valore per la casa.

Gli impianti termosolari sono un simbolo di qualità della vita e di guadagno in termini di comodità.

 

Impianti per l’acqua sanitaria .

L’isolamento termico convenzionale del pannello piano e l’isolamento a vuoto dei tubi sottovuoto conducono a temperature più alte ed a rese più elevate rispetto agli assorbitori in plastica scoperti.

Una miscela antigelo trasporta il calore solare al serbatoio di acqua sanitaria, il quale è dimensionato generalmente in modo da coprire il fabbisogno di acqua calda di 2 o 3 giorni.

Se il calore solare non è sufficiente durante le stagioni intermedie ed in inverno, è la caldaia convenzionale a scaldare il serbatoio attraverso un secondo circuito di riscaldamento.

In questo modo l’utente ha sempre a disposizione acqua calda anche se non splende il sole. La superficie dei pannelli viene scelta in maniera tale che l’impianto solare soddisfi completamente il fabbisogno di acqua calda nel semestre estivo e la caldaia possa in tale periodo venire spenta.

Così facendo circa il 60% dell’acqua viene riscaldato dall’energia solare.

 

Impianti solari ad integrazione del riscaldamento

Gli impianti solari sono diventati più efficienti ed il consumo di calore per il riscaldamento delle case è diminuito. Oggi è perciò ragionevole utilizzare il sole per integrare il riscaldamento nelle stagioni intermedie.

Esistono diversi modelli di connessione dell’impianto solare con il circuito di riscaldamento. È possibile aggiungere a quello dell’acqua potabile un serbatoio di accumulo, che viene riempito dall’impianto solare una volta pieno il serbatoio dell’acqua sanitaria, oppure l’impianto solare viene indirizzato direttamente al serbatoio di accumulo, attraverso cui viene a sua volta riscaldata l’acqua sanitaria.

Il calore del serbatoio di accumulo viene utilizzato per il riscaldamento.

 

 

La regolazione termosolare

La pompa di ricircolo del circuito solare viene comandata da una centralina elettronica che misura la differenza di temperatura fra l’uscita del pannello e la temperatura dell’accumulatore all’altezza intermedia dello scambiatore di calore solare.

Se la differenza di temperatura supera un certo valore impostato (normalmente fra i 4°C e gli 8°C) viene inserita la pompa di ricircolo. Se questa scende al di sotto di un valore di differenza minimo la pompa viene disinserita. I valori dovrebbero essere adeguati all’impianto, per es. alla lunghezza delle tubazioni.

Le centraline intelligenti ottimizzano da sole questi valori.In combinazione con serbatoi a strati vengono utilizzate anche impostazioni più comode che controllano il numero di giri della pompa.

Il flusso del pannello può essere adeguato così all’irraggiamento in modo che la temperatura all’uscita del pannello con un determinato irraggiamento sia sempre un paio di gradi al di sopra della temperatura desiderata per l’acqua sanitaria. In caso di irraggiamento inferiore si verifica un flusso minore, in caso di irraggiamento superiore se ne verifica uno maggiore.