Produzione di acqua calda sanitaria (ACS) mediante impianti a pannelli solari

Il solare termico è il sistema più efficace per produrre acqua calda destinata ad usi sanitari e/o per il riscaldamento dell’edificio.

I massimi rendimenti globali dell’edificio e degli impianti di riscaldamento e per la produzione di ACS si conseguono rispettivamente con la scelta di materiali con bassa trasmittanza termica e con la realizzazione di impianti di riscaldamento efficienti, ad elevato rendimento, possibilmente in grado di generare il calore a partire da fonti di energia rinnovabili.

Ristrutturazioni: obbligo efficientamento energetico

Con le modifiche ed integrazioni apportate di recente alla legge 10/1991 sul risparmio energetico, chi intende costruire o ristrutturare un edificio deve innanzi tutto far sì che l’involucro edilizio (murature perimetrali, solai, copertura, infissi) sia tale da assicurare il massimo confort climatico con il minor dispendio possibile di energia.

L’impianto solare termico è normalmente composto da

  • uno o più pannelli solari in grado di riscaldare un fluido da portare ad alta temperatura
  • un serbatoio di accumulo di acqua con scambiatore di calore
  • un circuito di distribuzione dell’acqua calda

I pannelli solari hanno normalmente una superficie di circa 2 metri quadrati ciascuno (bastano 2 pannelli per produrre ACS per una famiglia di 4 persone) e vengono posizionati solitamente sulla copertura (tetto), orientati verso sud con inclinazione ottimale di 30 gradi.

Ogni persona infatti ha bisogno in media di 50 litri al giorno, 1 mq di pannello produce 50 litri/giorno, per un totale di 200 litri/giorno per una famiglia composta da 4 persone (4 mq di pannelli solari, ossia 2 pannelli 2000×1000 mm).

I serbatoi di accumulo possono essere posizionati sulla copertura dell’edificio (sistema a circolazione naturale) o in un apposito locale tecnico, anche ubicato nello scantinato dell’edificio stesso (sistema a circolazione forzata).

Nel primo caso (circolazione naturale) il serbatoio è piuttosto piccolo e l’impianto relativamente semplice.
L’impianto a circolazione forzata è senz’altro più complesso, ma consente di avere sia ACS (acqua calda sanitaria) che acqua per il riscaldamento in quantità proporzionale alla superficie dei pannelli solari e del serbatoio di accumulo.

La distribuzione dell’acqua calda sanitaria avviene mediante l’uso di centraline di distribuzione e tubazioni coibentate; oltre che ai rubinetti del bagno e della cucina, con opportuni accorgimenti impiantistici si possono alimentare anche lavatrice e lavastoviglie.

Il principio di funzionamento dei pannelli solari termici è molto semplice:

non fanno altro che assorbire il calore prodotto dai raggi solari e trasferirlo ad un serbatoio d’acqua, l’acqua così riscaldata è pronta per essere immessa nella rete idrica dell’abitazione. Vediamo ora in dettaglio il passaggio successivo, le due tipologie di circolazione.

Impianto a circolazione naturale

il liquido solare, scaldandosi, sale fino al serbatoio posto sopra il collettore. Quando perde calore, il liquido diventa più pesante e scende naturalmente nel circuito del pannello per un nuovo ciclo. Questo sistema non necessita di pompe e comporta quindi una spesa minore.

Impianto a circolazione forzata

il liquido solare circola all’interno del pannello grazie ad una pompa ausiliaria. Perciò non è necessario disporre il serbatoio sopra al collettore. Il sistema è più efficiente perché una centralina regola i flussi del liquido solare attivando in maniera precisa e ottimale il processo di scambio tra collettore e serbatoio.
Il tempo necessario ai pannelli solari temici per riscaldare l’acqua del serbatoio varia in base alle diverse situazioni climatiche.

Si può dire che mediamente occorrono circa dieci ore per produrre la quantità necessaria di acqua calda sanitaria, tempo che può variare sensibilmente a seconda dell’esposizione solare e delle condizioni metereologiche.

Chiaramente il rendimento maggiore si avrà nei periodi più soleggiati, mentre in caso di cielo coperto e durante la notte non si avrà produzione di calore.

E’ infatti consigliato quindi abbinare i pannelli solari termici ad una caldaia a gas.

 

Arch. Maria Giulia Petrai

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