Impianto Solare Termico Combinato del Dott. Frasceri A. : acqua calda e riscaldamento
Esponiamo l’installazione di un caso specifico per illustrare funzionamento e caratteristiche di un solare termico combinato, che grazie ai notevoli incentivi statali è quasi totalmente pagato dallo Stato.
L’impianto occupa una superficie lorda del tetto di circa 8 m²: i collettori installati hanno un orientamento verso Sud, con uno svergolamento a Est di circa 30° e un valore dell’inclinazione rispetto al piano orizzontale di 55°. L’orientamento verso Sud permette di aumentare l’esposizione diretta al percorso del sole durante tutto l’arco della giornata, ma in questo caso ci siamo dovuti adattare alla superficie disponibile del tetto, con una minima perdita.
Gli impianti solari combinati permettono di aumentare il risparmio energetico conseguito, in questo caso esempio avremo una produzione del 90% di acqua calda a uso sanitario e un abbattimento del 35% dei costi del riscaldamento degli ambienti.
Una delle condizioni tecniche cruciali è che i collettori solari sono installati con un valore d’inclinazione superiore a quello normalmente utilizzato che permette l’aumento dell’efficienza nel periodo invernale.
Altri requisiti importanti sono la presenza di un impianto di riscaldamento a bassa temperatura e la possibilità di impiegare il surplus di calore estivo per alimentare un’altra utenza o riscaldare una piscina.
Il sistema di sicurezza di un solare termico prevede il collegamento di un vaso d’espansione a membrana per assorbire gli sbalzi di pressione, di una valvola di sicurezza e di un manometro, gli attacchi di carico e scarico del liquido solare, liquido chiamato anche antigelo, in quanto permette di non gelare ai tubi quando di notte la temperatura esterna scende al di sotto dei 3°C, ma anche di non andare in ebollizione quando la temperatura del liquido andrebbe oltre 100°C.
Negli impianti a circolazione forzata, si inserisce una pompa di circolazione del liquido solare e una centralina elettronica che ha il compito di azionare la pompa di circolazione quando il collettore ha una temperatura superiore a quella del serbatoio, assicurando sempre apporto di calore nell’accumulo.
La tecnologia solare termica più diffusa in tutta Europa è il collettore vetrato tubolare. Il suo elemento captante è una piastra in rame di spessore pari a 0,2 mm, saldata tramite stagnatura per capillarità, su una piastra in rame, che assicura nel tempo la piena efficienza tra piastra e tubi in rame. La copertura esterna è costituita da una lastra di cristallo temperato antiriflesso con spessore di 4 mm e a basso contenuto di residui ferrosi e l’isolamento termico è a carico di uno strato di lana di vetro con spessore di 50 mm, il tutto messo assieme in una cornice di alluminio.
I collettori sono installati su una struttura di sostegno in acciaio, dotata di staffe di fissaggio al tetto sempre in acciaio inox. Oltre ai collettori, elemento fondamentale del circuito è il serbatoio di accumulo “bollitore solare”, che consente di assorbire le differenze di fase tra la disponibilità di energia solare e la domanda di acqua calda da parte dell’utenza. Il serbatoio ha un volume di accumulo complessivo di 600 litri di cui 420 litri per il riscaldamento e 180 litri sono destinati all’acqua calda sanitaria. Importantissimo è il verso d’installazione in posizione verticale, diversamente dai sistemi a circolazione naturale, questo verso permette al calore di stratificare la temperatura garantendo sempre un prelievo di acqua calda dalla parte superiore che non si miscela mai con l’ingresso dell’acqua fredda che avviene nella parte bassa del serbatoio, permettendo così di sfruttare al massimo il calore all’interno senza avere mai acqua tiepida (né fredda e nemmeno sufficientemente calda).
L’ impianto solare a integrazione riscaldamento permette al sistema solare di abbattere il costo di riscaldamento fino al 50 % e se combinati con un chiller permettono di evitare di installare una caldaia.