sistemi solari termici
energia solare termica:
Il calore del Sole scalda il mondo e permette a tutto cio’ che ci circonda di vivere.
Sfruttare questo calore per riscaldare in modo totalmente “pulito” l’acqua che ci serve
per lavarci e riscaldarci dipende solo dalla nostra volontà!
Il calore del Sole e’ li’ che aspetta…
Le reazioni nucleari di fusione che avvengono sul Sole sprigionano una potenza di 36 x 1024 Watt.
La parte che arriva a noi sulla Terra sarebbe sufficiente a coprire
10000 volte il fabbisogno di energia primaria di tutto il mondo!
L’Italia gode di buone condizioni meteorologiche per l’uso dell’energia solare.
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gli impianti solari termici
- componenti di un impianto solare termico
- benefici economici
- benefici fiscali
- benefici ambientali
- manutenzione
- progettazione
- per ulteriori informazioni
- normativa legislativa e tecnica
gli impianti solari termici:
L’impianto solare termico trasforma la luce del sole in calore, allo scopo produrre
l’acqua calda sanitaria (ACS), e/o concorrere al riscaldamento degli ambienti.
In generale, essi comprendono il sistema di trasformazione della radiazione solare in calore (collettori solari);
e’ poi necessario un mezzo che trasporti il calore raccolto (fluido termovettore)
verso una zona dove avviene l’accumulo di acqua calda (serbatoio).
Dal serbatoio di accumulo viene prelevata l’acqua calda per gli usi dell’utenza.
In genere sono previsti sistemi ausiliari di riscaldamento dell’acqua nel caso che il calore
proveniente dal circuito solare non e’ sufficiente.
La distinzione fondamentale tra le tipologie di impianto si fa
in base al meccanismo di trasporto del fluido termovettore
dai collettori solari al serbatoio:
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impianto a circolazione naturale:
sfrutta il moto convettivo che si instaura naturalmente quando il liquido che passa nel collettore
solare si riscalda e tende a salire verso il serbatoio che e' situato piu’ in alto dei pannelli solari.
Il liquido nel collettore solare puo' essere direttamente l’acqua da riscaldare usata dall’utenza (impianto ad un circuito), oppure un apposito fluido termovettore usato per veicolare il calore verso il serbatoio dove cede il calore all’acqua (impianto a doppio circuito).
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impianto a circolazione forzata:
una pompa di circolazione mette in movimento il fluido riscaldato nel circuito solare e lo
trasporta verso lo scambiatore di calore che riscalda l’acqua del serbatoio.
La pompa di circolazione e' attivata da una apposita centralina, quando la temperatura all’interno del collettore e' abbastanza alta da riscaldare l'acqua nel serbatoio.
In genere, gli impianti solari termici prevedono una forma di
riscaldamento ausiliario
per la produzione di calore, per la produzione di acqua calda anche in assenza di riscaldamento solare.
Esso puo' intervenire direttamente sull'acqua che fluisce verso l'utenza (ad esempio con
una caldaia istantanea a gas), oppure sulla temperatura dell'acqua nel serbatoio di accumulo
(ad esempio con una resistenza elettrica nel serbatoio o una caldaia a gas).
E' compito del progettista suggerire le soluzioni piu' adeguate alle necessita' energetiche del cliente.
componenti dell'impianto:
Qui di seguito, una descrizione sommaria dei principali componenti dell'impianto solare termico:
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pannelli o collettori solari:
sono il cuore del sistema. Essi sono collettori termici, cioe’ raccolgono il calore del Sole
e riscaldano un fluido che circola in un tubo che attraversa il pannello. Si tratta quindi di scambiatori di calore:
il Sole riscalda, il fluido porta via il calore verso un accumulatore e ritorna freddo nel pannello solare,
riscaldandosi nuovamente.
Esistono differenti tipologia di collettori solari (collettore piano, a tubi sottovuoto, senza copertura in
materiale plastico,...), ciascuno piu' adeguato per un'applicazione piuttosto che un'altra.
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serbatoio di accumulo:
e’ usato per l’accumulo di acqua calda riscaldata dal circuito solare e
dal sistema di riscaldamento ausiliario.
Negli impianti a circolazione naturale e' un serbatoio orizzontale situato sopra ai collettori,
mentre in quelli a circolazione forzata e' un serbatoio verticale situato nell’edificio dell’utenza.
Se il fluido termovettore non e' direttamente l'acqua consumata dall'utenza, il serbatoio contiene almeno
lo scambiatore di calore del circuito solare.
Puo’ anche contenere un secondo scambiatore di calore per il riscaldamento ausiliario,
oppure una resistenza elettrica che costituisce di per se' il riscaldatore ausiliario.
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fluido termovettore:
e’ un opportuno fluido che veicola il calore raccolto dal collettore solare verso il serbatoio di accumulo.
Si utilizza l’acqua nel caso non ci sia pericolo di gelo,
oppure una miscela di acqua e di propilenglicolo atossico nel caso ci sia pericolo di gelo.
In entranbi i casi sono usati inibitori di corrosione.
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scambiatori di calore:
eseguono lo scambio termico tra il fluido termovettore e l’acqua da riscaldare.
Generalmente sono interni al serbatoio di accumulo.
Negli impianti più grandi possono essere usati scambiatori di calore esterni a piastre o a fasci di tubi.
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pompa di circolazione:
la pompa di circolazione del circuito solare mette in movimento il fluido termovettore
negli impianti a circolazione forzata.
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tubature:
i tubi collegano tra loro i vari elementi dell’impianto solare e quello dell’utenza da servire.
Nel circuito solare si usano tubi di rame oppure tubi corrugati flessibili di acciaio inossidabile.
Sono assolutamente da evitare materiali zincati nel circuito solare se si usa una miscela di acqua e glicolo.
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rubinetteria:
il circuito solare e’ riempito e svuotato mediante rubinetti di
riempimento e scarico, nel punto piu’ basso del circuito solare.
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vaso di espansione:
e’ un recipiente che serve a sostenere l’aumento di volume del
fluido termovettore all’aumento della sua temperatura, ed in caso di stagnazione dell’impianto serve a
recepire tutto il fluido contenuto all’interno dei collettori solari.
- valvola di sfiato: elimina le bolle d’aria o vapore che possono formarsi nelle tubature dell’impianto. C'e' ne e' almeno una nel punto piu' alto del circuito solare, all’uscita dal collettore.
benefici economici:
Nella maggior parte delle abitazioni l’acqua calda sanitaria viene prodotta da uno scaldabagno
elettrico o da una caldaia istantanea a gas.
Gli impianti solari termici riducono l’uso dell’elettricita’ o del gas
utilizzata per produrre l’ACS usando il calore del Sole.
Solo quando l’irraggiamento solare non e’ sufficiente a mantenere una temperatura sufficientemente alta
dell’acqua, entra in funzione un’altra fonte di energia ad aiutare l’impianto solare.
Tutto ciò che riusciamo a riscaldare col Sole non ha bisogno di bruciare gas o usare energia elettrica,
conseguendo un buon risparmio di energia e di soldi.
I risparmi di energia sono tipicamente del
50÷80%
per la preparazione di ACS e del
20÷40%
se oltre ad ACS si usa l'impianto per il riscaldamento degli ambienti.
benefici fiscali:
La normativa in materia fiscale ha introdotto a piu' riprese benefici fiscali legati
alla installazione di impianti solari termici.
Il mondo politico ha preso atto dell’interesse suscitato dalle applicazioni
dell’energia solare, prendendo misure a sostegno dell’installazione degli impianti.
Grazie alla nuova Normativa sul risparmio energetico in edilizia, che obbliga
l’installazione di sistemi solari termici in tutti i nuovi edifici, e che prevede
(con le Leggi Finanziarie) la possibilità di detrarre fino al 55% del
costo di impianto dai redditi IRPEF, le installazioni solari possono essere una
buona scelta nella direzione del risparmio energetico.
Inoltre, l'acquisto dei componenti dell'impianto e' gravato da aliquota IVA agevolata al 10%.
E bene informarsi sulle possibilita' di risparmio fiscali accessibili al momento della
installazione dell'impianto.
Generalmente, la procedura richiede l'invio di una comunicazione telematica
all'Agenzia delle Entrate.
All'ENEA va inviata, tramite apposita
procedura telematica, una apposita scheda informativa.
benefici ambientali:
L’energia prodotta dall’impianto solare termico durante la sua vita non produce
impatto sull’ambiente, evitando emissioni di anidride carbonica dannosa ai fini
dell’effetto serra, grazie al minore uso di combustibili fossili.
Si può stimare che per ogni kWh prodotto da fonte solare sono immessi in atmosfera 0.5kg di
CO2eq in meno rispetto alla generazione da fonte fossile.
Energia "pulita", come si suol dire.
manutenzione:
Gli impianti solari si sono dimostrati affidabili e necessitano solo di un
minimo impegno di manutenzione.
Per essere certi del buon funzionamento dell’impianto e’ sufficiente
eseguire alcune verifiche periodiche.
Alcuni semplici controlli possono essere eseguiti con regolarita’ anche dal proprietario dell’impianto,
in modo da riconoscere subito un eventuale malfunzionamento: pressione dell’impianto, differenza di
temperatura tra mandata e ritorno del collettore solare, regolare entrata in funzione della pompa,
eventuale rumore d’aria nelle condutture.
Sono poi opportuni alcuni lavori sporadici di manutenzione, come la pulizia dei vetri di copertura,
il controllo della concentrazione dell’antigelo (ogni 2 anni circa), il pH della miscela di acqua e glicolo
(ogni 2 anni circa, perche’ se il pH scende sotto certi valori il fluido diventa corrosivo e deve essere sostituito),
il controllo dell’anodo anticorrosione nel serbatoio dell’acqua sanitaria.
progettazione:
Lo scopo dell’attività’ di progettazione e’ dimensionare correttamente l'impianto solare termico,
deve essere eseguita da parte di professionisti iscritti negli albi professionali,
(obbligatoria per l’installazione, la trasformazione e l’ampliamento degli impianti),
in grado di valutare i molteplici aspetti della progettazione tecnica ed economica dell’impianto,
fornire al cliente un impianto adeguato alle sue necessita' energetiche ed economiche, ottenendo
il massimo rientro economico e la totale soddisfazione dall’impianto solare.
La progettazione e l’installazione dell’impianto va effettuata a regola d’arte, utilizzando
a tal fine opportuni materiali e seguendo la normativa tecnica vigente.
I principali passi della progettazione di un sistema solare termico sono:
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raccolta dei primi dati di base:
essi sono la valutazione del fabbisogno di acqua calda sanitaria nell’arco dell’anno,
l'area a disposizione per l’installazione dei pannelli solari e i limiti di budget.
Ciascun aspetto influisce in modo diverso sulle scelte di progettazione dell’impianto, ed ottenere un reale vantaggio dall'impianto abbattendo i consumi elettrici e di gas per la produzione di acqua calda.
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irraggiamento del sito di installazione:
si valuta la radiazione solare che incide sulla superficie di installazione durante l’anno.
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sopralluogo sul sito di installazione:
consente la verifica di fattibilita’ dell’impianto, e serve a
raccogliere informazioni fondamentali per la successiva fase di dimensionamento:
area a disposizione per i collettori, impianti termici preesistenti, ombreggiamenti ed altre
perdite di irraggiamento solare, posizione del serbatoio di accumulo e distanza
dai collettori, etc.
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dimensionamento di massima dell'impianto:
da tutti i dati raccolti si perviene ad una o piu' ipotesi di dimensionamento tecnico
dell'impianto, scegliendo i collettori solari (quanti e quali), il serbatoio di accumulo,
l'eventuale scambiatore di calore esterno, il fluido termovettore, tubature, pompa di circolazione,
pressione di esercizio, vaso di espansione e valvola di sicurezza.
Tutto per garantire il buon funzionamento dell'impianto complessivo.
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valutazione costo/benefici:
dall'idea di massima del costo dell’impianto si esegue la valutazione costo/benefici
che si ottiene dalla sua installazione (flussi di cassa, tempo di ritorno dell’investimento, etc.).
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redazione della valutazione preliminare:
dai dati e risultati ottenuti, il progettista redige una valutazione preliminare da sottoporre al cliente,
per valutare la soluzione per lui piu' adeguata.
- redazione del progetto: e' la fase di progettazione piu' dettagliata che porta alla redazione del progetto di massima dell'impianto e poi a quella del progetto esecutivo con tutti i dettagli di installazione.
per ulteriori informazioni:
Per qualunque altra informazione, progettazione, contatti per preventivi o anche semplice e sana curiosita', scrivete pure all’indirizzo e-mail info@ingerminiodimartino.it.
normativa legislativa e tecnica:
Si riporta un breve elenco delle norme tecniche relative agli impianti solari termici:
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UNI 10349:
Riscaldamento e raffrescamento degli edifici – Dati climatici
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UNI 8477-1:
Energia solare – Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia – Valutazione
dell’energia raggiante ricevuta
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UNI 8477-2:
Energia solare - Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia - Valutazione
degli apporti ottenibili mediante sistemi attivi o passivi
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UNI EN 12975-1:
Impianti solari termici e loro componenti - Collettori solari. Parte 1: Requisiti generali
-
UNI EN 12975-2:
Impianti solari termici e loro componenti - Collettori solari. Parte 2: Metodi di prova
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UNI/TS 11300-1:
Prestazioni energetiche degli edifici.
Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell'edificio
per la climatizzazione estiva ed invernale.
- UNI/TS 11300-2: Prestazioni energetiche degli edifici. Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria.
