I pannelli termici a circolazione forzata sono particolari tipologie di pannelli in grado di produrre grandi quantità di acqua calda per singole utenze domestiche, ma anche per edifici con numerosi appartamenti, case di cura e per i luoghi che hanno un forte consumo di acqua calda sanitaria, come alberghi, ristoranti, centri sportivi o palestre con docce.
Come funzionano?
La principale differenza tra i sistemi di pannelli solari a circolazione naturale e quelli a circolazione forzata consiste nel fatto che questi ultimi hanno un serbatoio di accumulo per l’acqua calda separato dal pannello.
Si tratta di una soluzione che, seppur più complessa, assicura un miglior rendimento soprattutto nelle zone geografiche più fredde e per gli impianti integrati con il riscaldamento domestico. In più, la circolazione forzata è l’unico sistema in grado di servire acqua calda ad impianti che abbiano dimensioni superiori ai 6 metri quadri ed è l’unica soluzione possibile quando non si può installare il serbatoio ad un’altezza superiore rispetto ai pannelli.
All’interno dei collettori termici sono presenti dei tubi in cui scorre il fluido termovettore, un liquido costituito da una miscela di acqua e antigelo, che si riscalda quando il pannello cattura l’energia solare. Un’unità di controllo misura sia la temperatura del liquido nel pannello che quella dell’acqua all’interno del serbatoio.
Se la differenza tra le due temperature è più elevata di circa 10°C, la centralina termica di controllo attiva una pompa elettrica, che invia il fluido termovettore nel circuito, passando attraverso una serpentina all’interno del serbatoio. In questo modo viene riscaldata l’acqua nel serbatoio.
Lo scambio di calore dal fluido all’acqua del serbatoio avviene tramite una bobina: l’acqua calda entra in questo modo all’interno del circuito idrico della casa. D’inverno o durante periodi prolungati di cattivo tempo, è richiesta più acqua di quanto il sistema sia in grado di fornire: in questi casi viene attivata la caldaia a gas ausiliaria.
Si riscalda l’acqua che passa attraverso un’altra bobina, dotata di uno scambiatore di calore, che si trova nella parte superiore della caldaia, fornendo così il calore necessario per raggiungere la temperatura desiderata nel serbatoio d’accumulo.
La caldaia viene in ogni caso utilizzata molto di meno rispetto ad un uso esclusivo e di conseguenza, grazie ai pannelli termici, si ha un risparmio notevole sul consumo del gas. In estate, invece, il sistema solare fornisce acqua calda a sufficienza per bagni, cucina, locale lavanderia, docce esterne e quant’altro necessiti di acqua calda.
E’ anche possibile integrare la caldaia quando questa è di tipo istantaneo. Nella fattispecie, una caldaia priva di scambiatore di calore possiede una valvola deviatrice che invia l’acqua alla caldaia quando essa arriva dal serbatoio d’accumulo ad una temperatura inferiore a quella desiderata (di solito 45°C).
Viceversa, se la temperatura è abbastanza elevata, l’acqua viene inviata direttamente all’utenza tramite una valvola miscelatrice di calore. Infine, esiste ancora una tipologia di impianti a circolazione forzata meno in uso nel nostro Paese: gli impianti a svuotamento.
Questi sistemi, chiamati anche drain back, permettono di evitare il rischio di congelamento del liquido termovettore, ma potrebbero anche essere utilizzati per prevenire il rischio di stagnazione dovuto alle alte temperature estive in alcune zone geografiche particolarmente calde. Gli impianti di circolazione forzata a svuotamento hanno un serbatoio di recupero che serve a raccogliere il fluido termovettore nei periodi di sottoutilizzo del collettore in modo da svuotare i tubi e tenerli sgomberi da liquidi.
Perché usare un sistema di riscaldamento solare dell’acqua?
Innanzitutto, un sistema di riscaldamento solare è ecologico: esso consente di ridurre ogni anno un quantitativo di emissioni di C02 equivalente alle emissioni di carburante di una macchina che ha percorso 10.000 km.
I pannelli termici, inoltre, sono economici, perchè permettono di diminuire i costi per l’energia del 70-100%, a seconda della radiazione solare di ciascuna zona e della dimensione del sistema. Il sistema di riscaldamento solare è semplice da installare, riducendo al minimo il tempo necessario per il suo posizionamento.
Infine, il design esterno dei collettori offre la possibilità di installazione in posizioni tangenti su tetti di tegole, superfici piane o a falda e in qualsiasi altra condizione strutturale per corrispondere esteticamente ad ogni tipologia di complesso architettonico. I pannelli solari a circolazione forzata costituiscono un sistema autonomo che viene integrato all’occorrenza, consentendo di disporre di acqua calda a volontà per tutto l’anno.
Durante il periodo invernale si occupano di proteggere il pre-riscaldamento dell’acqua, mentre l’acqua calda supplementare necessaria è assicurata dalle energie convenzionali. Come ultima motivazione, ma non meno importante delle altre, installare un sistema di riscaldamento solare per la produzione di acqua calda sanitaria consente di usufruire degli Eco-bonus per ottenere una detrazione fiscale del 65% sull’acquisto e l’installazione dell’impianto.
Il sistema termico solare compatto con serbatoio integrato di Cordivari
La produzione di acqua calda sanitaria (ACS) può avvenire tramite sistemi termici solari compatti con serbatoio integrato. In questo caso, grazie all’utilizzo delle radiazioni solari, avviene il riscaldamento diretto dell’accumulo sanitario integrato.
Particolarmente indicato per le zone geografiche che ricevono un elevato irraggiamento solare annuo, questo sistema termico consente di essere installato in batteria per aumentare i volumi di accumulo di acqua calda sanitaria disponibile.
Nelle aree a rischio di gelate (dove le temperature invernali possono scendere al di sotto dello zero) è possibile, a richiesta, installare un apposito dispositivo riscaldatore di sicurezza antighiaccio. La struttura dei pannelli comprende un vetro solare temperato antigrandine incorniciato da un telaio in alluminio anodizzato.
Il fondo e le pareti del pannello sono coibentate per assicurare un elevato potere isolante e lo spessore è di soli 30 mm. Per quanto riguarda il sistema captante ed il circuito di scambio, essi sono realizzati in acciaio inossidabile (idoneo e certificato per il trasporto di acqua potabile) ed il riscaldamento diretto dell’accumulo viene trattato con una speciale vernice solare molto selettiva. I pannelli termici prevedono sempre un ancoraggio in modo da risultare sicuri in ogni condizione atmosferica.
Il sistema di fissaggio consente di mantenere il pannello ben saldo su qualsiasi superficie in modo da risultare capace di resistere a carichi di neve o al vento, per prevenire qualsiasi rischio anche nelle condizioni climatiche più sfavorevoli. Quando non è possibile il fissaggio sulla superficie d’appoggio si ricorre all’ancoraggio tramite zavorre in materiale solido, compatto e resistente.
I sistemi termici solari a circolazione forzata con bollitore a doppio serpentino di Cordivari
Un’efficiente ed economica soluzione per la produzione di acqua calda sanitaria è il sistema termico solare B2 di Cordivari.
Utilizzando la fonte dell’energia solare, questa configurazione d’impianto consente di ottenere alti rendimenti in integrazione elettrica con la caldaia a gas.
Il sistema prevede la presenza di un collettore solare ad alta efficienza, coibentato con un materiale altamente isolante quale la lana minerale, inserito in un telaio in alluminio anodizzato. Il vetro temprato antigrandine e la lastra assorbente con rivestimento altamente selettivo consentono una soluzione performante ed efficiente del sistema.
Questo tipo di impianto prevede la presenza di un bollitore in acciaio al carbonio, il cui rivestimento interno è idoneo per l’acqua potabile, che si caratterizza per un doppio scambiatore fisso.