Acqua calda 24 ore al giorno, tutti i giorni dell’anno, con qualsiasi condizione atmosferica: è questa la grande rivoluzione dei pannelli solari termodinamici che stanno soppiantando i semplici pannelli solari tradizionali. Scopriamo come funzionano i pannelli solari termodinamici e quali applicazioni possono avere in casa ma anche in azienda.
Solare Termodinamico: l’evoluzione del pannello solare
I Sistemi Solari Termodinamici, per l’acqua calda sanitaria (ACS) o per il riscaldamento, sono impianti che combinano il funzionamento delle pompe di calore con lo sfruttamento dell’energia solare: sono infatti in grado di captare l’energia del sole e dell’ambiente esterno riscaldando l’acqua in modo ottimale, garantendo un consumo di energia molto ridotto rispetto ai sistemi tradizionali.
Il Solare Termodinamico rappresenta pertanto una evoluzione rispetto al solare termico tradizionale che scalda l’acqua solamente in presenza di sole: il Solare Termodinamico, tramite il pannello esterno, è infatti in grado di catturare il calore dell’ambiente circostante, con il risultato di garantire la produzione di acqua calda sanitaria per 24 ore al giorno per 365 giorni all’anno, e con qualsiasi condizione climatica.
Come funziona
Il funzionamento dell’impianto si basa sulla termodinamica (ciclo di Carnot): precisamente si tratta di una pompa di calore munita di una elevata superficie di scambio termico costituita dal pannello che, captando l’energia del sole e dell’ambiente esterno, provvede a riscaldare l’acqua sfruttando i cambiamenti di stato di un liquido frigorigeno contenuto in un circuito chiuso.
Il circuito chiuso – realizzato con tubazioni di rame coibentato – collega quindi il pannello (evaporatore), il blocco termodinamico – ove è posto il compressore – e il serbatoio di accumulo che comprende il condensatore e lo scambiatore termico.
Il fluido refrigerante (R134a o R407c), inviato al pannello solare ad una temperatura di circa -10°C passa dallo stato liquido allo stato gassoso grazie al calore captato dall’ambiente esterno del collettore, presente nella radiazione solare diretta o diffusa, nella convezione naturale dell’aria, nell’effetto del vento e nella pioggia.
Il gas, una volta scaldato, torna al compressore che comprimendolo ne aumenta la temperatura fino a 120°C. Il gas così compresso e caldo entra nel condensatore, costituito da una serpentina “arrotolata” attorno al serbatoio in acciaio inox, in cui il calore viene poi ceduto all’acqua attraverso uno scambiatore di calore, innalzando la temperatura dell’acqua fino a 55°C. Il refrigerante, ceduto il suo calore, convogliato verso una valvola di espansione, torna in fase liquida depositandosi in apposito contenitore, per poi iniziare nuovamente il ciclo.
I Vantaggi del Solare Termodinamico
Rispetto ai pannelli solari tradizionali i pannelli solari termodinamici:
- garantiscono disponibilità di acqua calda con qualsiasi condizione atmosferica, sia di giorno che di notte, anche in caso di pioggia e vento;
- possono essere installati in qualsiasi posizione e in qualsiasi contesto architettonico e sono disponibili in diversi colori in modo da integrarsi perfettamente con il colore dell’edificio: consentono pertanto di eliminare qualsiasi problema di inserimento ambientale e paesaggistico;
- sono privi di vetri o di componenti elettrici;
- non hanno necessità di cicli di scongelamento o di ventilatori;
- non richiedono manutenzione né particolari operazioni di pulizia;
- sono di semplice installazione in quanto hanno un peso ridotto (7,6 kg) e dimensioni estremamente contenute (1700×800 mm, spessore 25 mm);
- per l’uso domestico possono essere installati per singola unità immobiliare lasciando libera la copertura del fabbricato (a differenza del solare termico tradizionale);
- possono essere utilizzati per il riscaldamento di grandi quantità di acqua (piscine).
La grande superficie di scambio permette al sistema l’ottenimento di un altissimo rendimento con valori di COP (Coefficiente di prestazione) di gran lunga superiori a quelli raggiunti da altri sistemi presenti sul mercato.
Solare Termodinamico per acqua calda sanitaria
Il Sistema Solare Termodinamico per produzione ACS (acqua calda sanitaria) si compone di:
- pannello leggero che può essere installato anche a 90° (a parete) e verniciato
- serbatoio INOX da 100 a 500 litri (boiler)
- blocco termodinamico (compressore e scambiatore di calore)
Le dimensioni del pannello sono standard mentre quelle del boiler variano a seconda della necessità di accumulo (cioè in funzione del numero di persone che utilizzano l’impianto).
Impiego Domestico e Industriale
I Sistemi Solari Termodinamici possono trovare applicazione nella singola utenza domestica come nella grande utenza industriale, nelle costruzioni edilizie come negli impianti sportivi.
Le applicazioni sono molteplici:
- acqua calda sanitaria (per uso domestico e grandi volumi);
- riscaldamento ambienti in bassa e alta temperatura;
- riscaldamento piscine.
Installazione
Il Solare Termodinamico viene proposto e commercializzato in Italia da una startup che si occupa di energie rinnovabili la Energy Building, sul sito è possibile trovare un approndimento tecnico delle caratteristiche del solare termodinamico.
