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Solare termico

Spaccato assonometrico di un collettore solare termico, (dis. L. Buoninconti).
Spaccato assonometrico di un collettore solare termico, (dis. L. Buoninconti).

Definizione

Sistema attivo che trasferisce il calore ricevuto dalle radiazioni solari al fluido termoconvettore (aria, acqua o altro fluido), contenuto nei collettori, per uso sanitario e per il riscaldamento.

Descrizione

Un impianto solare termico è costituito dai seguenti componenti:

  • collettori, realizzati da una lastra di vetro trasparente (che permette la trasmissione delle radiazioni termiche e luminose, mentre ostacola l’uscita delle radiazioni a lunghezza d’onda inferiori a 380 nm – cioè gli ultravioletti – e superiori a 3000 nm, grazie al cosiddetto effetto serra), da un assorbitore, solitamente in rame (che accumula il calore e lo distribuisce al fluido termovettore) e infine da un isolante termico (che impedisce la dispersione del calore);
  • serbatoio d’accumulo, ha la funzione di accumulare l’acqua calda prodotta dall’impianto;
  • scambiatore di calore, ha la funzione di trasmettere il calore dall’impianto solare all’impianto idraulico;
  • circuito di collegamento idraulico, comprende le tubazioni di ingresso (acqua fredda) e di uscita (acqua calda) e consente di trasferire il calore dai pannelli al bollitore e dal bollitore ai dispositivi per l’erogazione dell’acqua calda sanitaria;
  • circuito elettrico (solo per impianti a circolazione forzata), è costituito da un sistema di circolazione per l’acqua e da una centralina di regolazione della temperatura.

Funzionamento

Il collettore assorbe l’energia solare captata dal vetro, e con essa riscalda lo scambiatore in cui circola il fluido e dunque la trasferisce al serbatoio per immagazzinarla. La circolazione del fluido può avvenire in maniera naturale oppure in modo forzato mediante una pompa.
La circolazione naturale si basa sul principio per il quale il fluido, riscaldato dall’effetto serra, diminuisce la propria densità, diventa più leggero e sale verso l’alto, raggiungendo il serbatoio di accumulo dell’acqua, posto tra i tubi captanti e la caldaia tradizionale (processo convettivo del fluido). La caldaia deve essere posta in un punto più alto rispetto al collettore. In questo modo l’acqua fredda può scendere nei collettori e l’acqua calda può salire nella caldaia.
Nei sistemi a circolazione forzata, invece, il fluido circola tra il collettore e il serbatoio per mezzo della spinta fornita da una pompa azionata elettricamente: in questo caso non ci sono vincoli di luogo per il posizionamento della caldaia.

Tipologie di collettori

I collettori sono di varie tipologie: piani vetrati, plastici, monoblocco, parabolici (questi due ultimi tipi racchiudono in sé il serbatoio), sottovuoto (caratterizzati da migliori rendimenti) ed infine ad aria.

Architettura Sostenibile

Mentre nei primi esempi di uso del solare termico i pannelli, di grandi dimensioni, con materiali pesanti e con una forma standard (cioè un parallelepipedo inclinato con un cilindro in testa), venivano appoggiati sui terrazzi degli edifici, spesso deturpando il paesaggio, oggi questa tecnologia consente un miglior inserimento del collettore mediante la progettazione dell’organismo edilizio, sia come pensiline ed elementi schermanti, sia come ringhiere e rivestimenti di facciata. Tuttavia altro aspetto della biocompatibilità del sistema è garantita dalla riduzione gli impatti ambientali dovuti al consumo di energia da combustibili fossili e le relative emissioni di CO2, ma anche dalla maggiore facilità di dismissione dei materiali di cui si compone il pannello (vetro, acciaio e rame).

Bibliografia

De Paoli O., Ricupero M., Sistemi solari fotovoltaici e termici, Celid, Torino 2006; Ferrari S., Solare termico negli edifici. Guida al dimensionamento e alla progettazione degli impianti, Edizioni Ambiente, Milano 2008; Francese D., Architettura bioclimatica, Utet, Torino 1996.

Schema di funzionamento di un impianto solare termico, (dis. L. Buoninconti).

Schema di funzionamento di un impianto solare termico, (dis. L. Buoninconti).

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