Impianto solare termico per la produzione di acqua calda

30/11/2020 - Il solare termico è una tecnologia che sfrutta l'intensità della radiazione solare per produrre, quindi risparmiare, energia senza emettere “rifiuti inquinanti” come l’Anidride carbonica, il Biossido di zolfo e l’Ossido di azoto.
 
Il solare termico è impiegato comunemente per la sola produzione di acqua calda sanitaria (ACS); alcuni sistemi sono utilizzati anche per il riscaldamento invernale degli ambienti. Il solare termico è una tecnologia usata ormai di prassi nelle nuove costruzioni, allo stesso tempo, è un’alternativa ai sistemi tradizionali nel campo delle ristrutturazioni.
 

Superbonus ed ecobonus per il solare termico

Tale tendenza è incentivata anche dal fatto che l’intervento del solare termico è agevolato da vari bonus, come l’ecobonus al 65% e più recentemente con il superbonus al 110%. In quest’ultimo caso va sottolineato che il solare termico rientra tra quei interventi definiti trainati, pertanto, può però accedere al livello massimo di detrazione fiscale, il 110%, solamente se eseguito congiuntamente ad almeno un intervento trainante, per esempio il cappotto termico.
 
Un impianto solare termico può essere utilizzato in diverse situazioni, come:
- per la produzione di ACS nelle case singole;
- per la produzione di ACS e integrazione al riscaldamento nelle case singole;
- per la produzione di ACS nei condomini;
- per la produzione di ACS nelle strutture ricettive.
 
Un solare termico è composto dai collettori, chiamati anche pannelli solari. Sono dispositivi di captazione, in grado di trasformare parte dell'energia solare incidente in energia termica, ovvero calore. Nei collettori scorre un fluido termoconvettore (che abbiamo imparato a conoscere con le pompe di calore) - generalmente aria o acqua additivata (acqua e additivo antigelo) - che si riscalda e confluisce all’interno di un serbatoio in cui è presente l’acqua che verrà poi immessa del circuito dell’ACS.
 
Foto: Impianto solare termico ROTEX SOLARIS ©  DAIKIN Heating Systems
 

Solare termico, tipologie di collettori

Le tipologie di collettore (pannelli solari) sono:
A) collettore piano, vetrato o non vetrato:
 
- i collettori piani vetrati: sono formati da una lastra di copertura di vetro solare antigrandine e temperata; contengono al loro interno una piastra captante con serpentina e del materiale isolante; sono contenuti, lateralmente, all’interno di una cassa metallica o plastica.
Si aggiungono a questa tipologia quelli per incasso nel tetto che hanno la cassa contenitiva laterale in legno.
 
- i collettori piani non vetrati: normalmente sono in materiale plastico e direttamente esposti alla radiazione solare, sono utilizzati per applicazioni stagionali (riscaldamento piscine, stabilimenti balneari, ecc.).
 
B) collettore sottovuoto: sono formati da tubi di vetro ad alta trasparenza e sottovuoti, all'interno del tubo c'è una piastra in rame. Grazie al "vuoto" si minimizza la dispersione di calore verso l'esterno.
Il collettore sottovuoto non capta più energia rispetto al piano, semplicemente ne disperde di meno.
 
Foto: Impianto solare termico VITOSOL 141-FM ©VIESSMANN
 

Solare termico, tipologia di circolazione del fluido

La tipologia di circolazione del fluido può essere naturale o forzata.

Solare termico a circolazione naturale: la circolazione avviene per differenza di densità, che porta il fluido caldo a salire verso il bollitore e quello freddo a riportarsi nella parte bassa del sistema.
I raggi del sole scaldano il fluido termoconvettore contenuto nel collettore termico, che sale in modo naturale fino a raggiungere il serbatoio (detto anche accumulo, boiler) posto orizzontalmente e in alto rispetto ai pannelli. Qui il liquido cede il calore all’acqua interna al serbatoio che entra nel circuito idraulico sanitario della casa. Il motore della circolazione naturale è direttamente l’energia solare.
 
Solare termico a circolazione forzata: la circolazione del fluido avviene per mezzo di pompe e sistemi di regolazione e controllo.
I raggi del sole scaldano il fluido termoconvettore contenuto nel collettore termico. Una centralina misura la temperatura raggiunta dal fluido nel pannello e quella dell’acqua contenuta all’interno del serbatoio (detto anche accumulo, boiler), che è all’interno della casa o in un vano tecnico. Se il fluido nei pannelli è più caldo dell’acqua del serbatoio, la centralina fa partire una pompa che spinge il fluido all’interno del circuito in modo da farlo passare attraverso una serpentina interna al serbatoio. Attraverso tale serpentina avviene il passaggio del calore dal fluido all’acqua del serbatoio, che entra quindi nel circuito dell’acqua sanitaria della casa.
 
Per capire qual e il sistema termico più adatto alle proprie necessità bisogna sempre partire dai consumi termici e dalla superficie disponibile per il posizionamento dei pannelli solari termici (tetto o terreno).
 
Foto: Impianto solare termico a circolazione naturale SISTEMA CSNA 20 RS ©RIELLO
 

Solare termico abbinato alla caldaia

L’impianto solare può essere abbinato ad un sistema di produzione di ACS di tipo convenzionale: la caldaia, che integra la produzione in caso di scarso soleggiamento. In questo caso, l’energia fornita dal riscaldamento ausiliario è usata per tenere il bollitore in temperatura in mancanza di sole.
 

Solare termico, integrazione con il riscaldamento

Quando si decide di utilizzare il solare termico anche per il riscaldamento di una casa, oltre alla produzione di ACS, è importante sapere che è necessario che l’abitazione sia dotata di un sistema di riscaldamento a bassa temperatura, pavimenti o pareti radianti.
 
La temperatura di esercizio di un sistema radiante non supera i 40°C. Queste temperature coincidono con quelle raggiungibili con i sistemi termici solari nei periodi invernali.
Pertanto, la più bassa temperatura richiesta provoca minori dispersioni termiche, rispetto ai radiatori in ghisa o alluminio che raggiungono una temperatura di esercizio di circa 80°C (servirebbe un notevole lavoro da parte del sistema solare per raggiungere queste temperature)
 

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