FUNZIONAMENTO IMPIANTO

L'elemento principale di un impianto solare termico è rappresentato dal collettore, esposto alla luce solare e normalmente installato sulle falde del tetto o su appositi supporti, in giardino, in cortile o sulle terrazze.

Un collettore solare è composto da uno strato vetrato superficiale, al di sotto del quale si trova l’assorbitore, che ha la funzione di assorbire la radiazione solare incidente e di trasformarla in calore, per poi trasferirlo al liquido di riscaldamento.

L’assorbitore rappresenta, dunque, il cuore del collettore solare termico: normalmente è realizzato da una piastra di metallo termicamente conduttivo (generalmente rame), verniciato o trattato per essere completamente opaco alla luce, e favorirne quindi l’assorbimento.

Nei collettori di nuova concezione l'assorbitore è costituito da una piastra di rame con trattamento Tinox (ossido di titanio), che apporta all’assorbitore un cosiddetto strato selettivo. In questo modo si conferisce all’assorbitore un alto grado di assorbimento, su un più ampio spettro di frequenze, unito ad una ridotta emissività della radiazione termica, per ottenere la migliore trasformazione dei raggi solari in calore di quasi tutte le frequenze dei raggi solari, e per diminuire al massimo la luce riflessa che altrimenti rimarrebbe non sfruttata. Inoltre il Tinox garantisce una maggior durata rispetto alle vernici tradizionali, e non è tossico.

Il calore sviluppato nell' assorbitore viene trasferito ad un liquido vettore che fluisce in appositi tubi di rame posti a contatto con lo stesso (attraverso saldature ad ultrasuoni, per ottimizzare la trasmissione di calore), che rappresentano il circuito primario.

Il liquido del circuito idraulico dei pannelli è addizionato con antigelo (glicole) per far fronte alle temperature invernali senza incorrere in problemi di gelo.

Frontalmente all'assorbitore è posto un vetro solare temperato e a basso contenuto di ferro (che garantisce la non pericolosità in caso di rottura accidentale del vetro, e assicura la migliore trasparenza possibile nei confronti dei raggi solari), che ha lo scopo di mantenere "intrappolato" il calore all'interno, permettendo nel contempo l'esposizione alla luce dell'assorbitore.

E’ prevista una coibentazione laterale ed inferiore in lana di vetro o lana di roccia, con spessore non inferiore ai 4 cm (almeno per la parte inferiore) che ha lo scopo limitare il più possibile la dispersione di calore.

Il collettore nel suo insieme è contenuto in un telaio in alluminio anodizzato, per assicurare la resistenza alla corrosione negli anni.

L'altro elemento fondamentale di un impianto solare termico è rappresentato dal serbatoio di accumulo (detto anche accumulatore, o bollitore), costituito da un serbatoio coibentato, nel quale è presente uno scambiatore di calore in cui circola il fluido termovettore del circuito primario del collettore che, cedendo il calore ricevuto dal sole, riscalda l’acqua contenuta nell'accumulatore.

All’interno del serbatoio si trovano due circuiti idraulici separati: il circuito primario del collettore, che veicola il liquido riscaldato dal sole, e quello dell’acqua, collegato all’impianto idraulico, che consente l’utilizzo dell’acqua calda per i servizi domestici in ogni ora del giorno e della notte.

I due circuiti sono assolutamente separati, garantendo quindi che il fluido termovettore non venga a contatto con l'acqua sanitaria o con quella del circuito di riscaldamento.

Le dimensioni del serbatoio di accumulo sono proporzionali al fabbisogno medio giornaliero di acqua calda sanitaria, pari a circa 50 - 80 litri a persona.

Normalmente il serbatoio di accumulo è dotato di un sistema di riscaldamento ausiliario (termico o elettrico). In alternativa, se già esiste nella casa una caldaia istantanea a gas a controllo elettronico per la produzione dell’acqua calda sanitaria, si può collegare il sistema solare in serie all’impianto termico esistente, al quale fornirà acqua preriscaldata. Questa soluzione permette di disporre di acqua calda senza limiti di consumo, utilizzando al massimo le capacità del pannello solare.

Dal punto di vista della circolazione del fluido termovettore, il sistema solare può essere:

A circolazione naturale: il serbatoio di accumulo è posto al di sopra del pannello. Il fluido termovettore, una volta riscaldato dalla radiazione solare, sale in modo naturale (per differenza di densità) nel serbatoio e trasferisce il suo calore all’acqua in esso contenuta. Una volta raffreddato, scende di nuovo nel collettore e ricomincia il ciclo.
Questa tecnologia necessita semplicemente di collettori solari, di un accumulatore (le cui dimensioni sono variabili in base alle esigenze), e di una struttura di fissaggio. L’impianto, proprio perché non necessita di una pompa elettrica e centraline di controllo, è economico ed ha una manutenzione semplice nell’arco di vita dell’impianto. Per queste ragioni l'utilizzo di questa soluzione è indicato soprattutto per i climi meno rigidi, in cui le temperature minime scendono sotto lo zero solo eccezionalmente.

A circolazione forzata: l’accumulatore può essere posto in qualsiasi luogo all’interno dell’abitazione (solitamente è installato nel locale caldaia) . Il sistema utilizza una pompa di circolazione del fluido termovettore e di una centralina di controllo che regola l’avvio e l’arresto della pompa a seconda della differenza di temperatura, rilevata da due sonde, esistente tra il fluido e l’acqua del serbatoio di accumulo.
Rispetto al sistema a circolazione naturale, questo impianto necessita di una pompa elettrica, di una centralina elettrica e di due sonde di temperatura; tutto questo implica quindi un maggior costo d’impianto, ma con la possibilità di ottenere un miglior rendimento ed una integrazione all’interno dell’edificio del sistema di accumulo.

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