Acqua calda per l’economia domestica

Gli impianti per il riscaldamento dell’acqua domestica (chiamati anche Kit Solari) si arriva a coprire dal 60 al 80% del fabbisogno annuale di energia per l’acqua calda sanitaria. Molto richiesti sono gli impianti solari compatti, composti da elementi predimensionati e dotati di tutte le componenti necessarie.

Pre-riscaldamento dell’acqua in case plurifamiliari

È una delle applicazioni economicamente più interessanti. In grandi stabili abitativi, i collettori solari possono coprire dal 30 al 50% del fabbisogno annuo di energia per l’acqua calda. Si parla in questo caso di «pre-riscaldamento», in quanto generalmente anche al di fuori della stagione di riscaldamento è necessario un sistema complementare per portare l’acqua alla temperatura desiderata. Il dimensionamento dell’impianto solare e il suo abbinamento con l’impianto di riscaldamento dipendono dalle caratteristiche dell’oggetto e sono di competenza di un progettista del settore.

Acqua calda e supporto al riscaldamento

Il riscaldamento solare degli ambienti rappresenta una grande potenzialità di sviluppo del solare termico, anche se le possibilità pratiche di utilizzo della tecnologia solare sono limitate all’integrazione al  riscaldamento con sistemi a bassa temperatura (impianti a pavimento, a parete, …).

Infatti, nel caso di riscaldamento con sistemi che utilizzano i radiatori in ghisa o alluminio, la percentuale di integrazione del solare è molto bassa e tale da avere tempi di ammortamento dell’impianto piuttosto lunghi (intorno ai 12-15 anni generalmente), utilizzando comunque collettori solari ad elevate prestazioni.

I sistemi di riscaldamento a bassa temperatura detti a pavimento, sono quelli maggiormente compatibili con i sistemi solari, infatti richiedono:

• Basse temperature di esercizio. Con acqua calda attorno ai 30° C si può ottenere il riscaldamento dell’ambiente a 20° C.

• Minori dispersioni termiche. Rispetto alla temperatura di esercizio dei radiatori (80-85° C), la più bassa temperatura richiesta (30° C) provoca minori dispersioni termiche.

Generalmente gli impianti di riscaldamento a pavimento utilizzano temperature non superiori ai 40° C. Queste temperature coincidono con quelle raggiungibili con i sistemi termici solari nei periodi invernali.

I sistemi solari per l’integrazione del riscaldamento vengono generalmente progettati per coprire fino al 40% dei bisogni di riscaldamento ambiente annuali di una casa. Sistemi che producano energie superiori non risultano essere convenienti, in quanto una parte della potenza extra verrebbe utilizzata solo nei giorni più freddi, mentre resterebbe inattiva negli altri giorni.

Il calore che non viene fornito dal sistema solare può essere prodotto da un sistema ausiliario tradizionale, per esempio una caldaia convenzionale.

Riscaldamento di piscine

Gli impianti semplici di collettori solari per il riscaldamento dell’acqua delle piscine all’aperto garantiscono una temperatura confortevole dell’acqua e prolungano la stagione balneare. Adatti allo scopo sono i collettori non vetrati in materia sintetica nera e in acciaio inossidabile, nei quali circola direttamente l'acqua della piscina. Per la circolazione è possibile sfruttare la pompa del circuito di filtraggio già esistente. Un uso complementare del calore solare, ad esempio per la doccia, è pure possibile. Dal punto di vista della redditività, gli impianti solari per piscine costituiscono l'applicazione migliore del solare.

Produzione di freddo (Solar Cooling)

Attualmente è possibile fare il “freddo con il caldo”. Anche se sembra un controsenso esistono sistemi macchine frigorifere ad assorbimento che riescono produrre “freddo” dal calore. Questi sistemi utilizzano sostanze non tossiche e funzionano anche a basse temperature d’esercizio (fluido da 45 – 90°C)! Questo sistema si basa sull’evaporazione e sulla condensazione di un fluido termostatico al fine di abbassare la temperatura di un oggetto.

Anche se il sistema di refrigerazione ad assorbimento non è paragonabile per efficienza ai sistemi di refrigerazione tradizionali, esso offre molteplici vantaggi dal punto di vista energetico. Durante il periodo estivo la radiazione solare è molto abbondante e spesso l’energia accumulata dai collettori solari può essere troppa rispetto all’utilizzo. A questo punto la produzione di freddo è azzeccata: infatti il bisogno di freddo è direttamente correlato alla insolazione solare (e perciò all’energia proveniente dai collettori). L’applicazione diventa essere proprio adatta in quanto la disponibilità di energia solare termica corrisponde esattamente nel tempo e nel bisogno di freddo. Gli impianti di solar cooling potrebbero essere il modo migliore di utilizzare direttamente l'energia solare termica durante la stagione estiva. Questo permettere di diminuire i costi e i consumi elettrici dovuti ai condizionatori (spesso causa di black out elettrici estivi) e di ottenere maggiore indipendenza. Il solar cooling viene in genere usato per raffreddare l’aria dell’abitazione, ma se si dispone di energia sufficiente è possibile raffreddare frigoriferi (temperature ancora più basse), o altro… La loro diffusione su larga scala è ancora in fase sperimentale, si prevede inoltre che in breve tempo assisteremo a un abbassamento dei prezzi.

Applicazioni speciali

Gli impianti solari termici vengono usati anche per applicazioni speciali: pre-riscaldamento dell’aria in impianti di ventilazione, pre-riscaldamento dell’acqua per stazioni di lavaggio e lavanderie, essiccatori in genere, essiccatori del fieno, processi produttivi, ecc. Questo tipo di impianti necessita di specialisti del ramo per il dimensionamento e la realizzazione. Applicazioni in ambito di energia termica solare ci sono anche in ambito di alte temperature! Infatti, con celle solare simili a quelli visto in precedenza ma di dimensioni molto più grandi e che permettono una concentrazioni dei fasci solari… e possibile far ottenere al fluido temperature anche superiori ai 1000°C! Tramite questi collettori, si trovano molte applicazioni in centrali elettriche solari, produzioni di idrogeno, movimento di motori termici, cogenerazione (CHP - produzione di energia elettrica e energia termica), rigenerazione (CHCP - produzione di energia elettrica, termica e freddo), ecc…

(fonti: Solare Termico Attivo - LEEE, Dossier Solare Termico - Progetto RES & RUE Dissemination – ACCOMANDITA)