Solare Termico: principio di funzionamento
In generale un impianto solare termico è costituito dai seguenti componenti:
- Pannelli o collettori solari
- Serbatoio per l'accumulo di acqua calda
- Altri componenti ausiliari (centraline di regolazione, pompe di circolazione, collegamenti idraulici ed elettrici, etc...
Il loro funzionamento prevede che il sistema di circolazione trasferisca il calore prodotto dai pannelli solari verso il punto di accumulo o di utilizzo. Solitamente il vettore di calore (tipicamente un fluido) è rappresentato dall'acqua a cui talvolta viene aggiunta una soluzione antigelo per evitare il congelamento nei periodi freddi.
Tecnicamente gli impianti solari termici si distinguono in:
- Impianti a circolazione naturale
- Impianti a circolazione forzata
Impianti a circolazione naturale
In tali sistemi l'acqua riscaldata nel pannello solare si espande e sale nel serbatoio d'accumulo, venendo sostituita dall'acqua fredda che scende nel serbatoio. Tali sistemi tendono ad essere più economici (rispetto ai "fratelli" a circolazione forzata) essendo privi di pompe. I sistemi a circolazione naturale vengono usati principalmente nelle zone a maggiore incidenza solare. Il serbatoio coibentato accumula il calore necessario. Il calore viene trasportato dal fluido vettore fino al serbatoio attraverso un circuito specifico, il fluido non viene mai a contatto con l'acqua sanitaria. Il fluido nei pannelli, riscaldandosi con le radiazioni solari, diventa più leggero e sale nel serbatoio dove trasferisce il suo calore all'acqua sanitaria attraverso le pareti metalliche di uno scambiatore, perdendo calore il fluido si raffredda e torna verso il basso.
Impianti a circolazione forzata
I sistemi a circolazione forzata sono un po' più complessi di quelli a circolazione naturale perché il liquido del circuito primario è spinto da una pompa verso i pannelli solari. E' necessario installare un sistema a circolazione forzata laddove il serbatoio di accumulo dell'acqua non può essere posizionato ad un livello più alto rispetto ai pannelli solari. Il bollitore può essere installato, solitamente, in una locale che funge da centrale termica. Con il sole la temperatura del fluido in uscita dai collettori supera quella del bollitore e la centralina attiva la pompa che mette in circolo il fluido termovettore trasferendo il calore dai collettori all'acqua nel bollitore; dopo una giornata soleggiata il boiler, avendo accumulato l'energia captata, è caldo. Se il calore solare non è sufficiente la pompa si spegne per riaccendersi in condizioni più favorevoli, al tramonto il fluido all'uscita dei collettori si raffredda e la pompa si ferma. L'acqua calda immagazzinata nel boiler rimane in temperatura disponibile all'utenza per alcuni giorni. Di norma questi sistemi dispongono di bollitore a doppio scambiatore: quello solare posto inferiormente e quello di integrazione posto più in alto. La stratificazione dell'acqua calda nel boiler consente di sfruttare al meglio l'energia solare in quanto, se è necessaria l'integrazione, la caldaia opera su una quantità d'acqua limitata.
