Installazione e tubazioni di sistemi solari termici
I sistemi di riscaldamento solare dell'acqua sono comunemente usati per l'acqua calda sanitaria, il riscaldamento delle piscine, il riscaldamento di riserva e la generazione di calore di processo. Offrono quindi un'alternativa sensata al riscaldamento convenzionale dell'acqua. Oggi, i sistemi a due circuiti sono prevalentemente installati.
Nel primo circuito, un mezzo di trasferimento del calore (miscela acqua-antigelo) viene pompato attraverso il collettore e il calore assorbito viene trasferito all'acqua potabile attraverso uno scambiatore di calore nel serbatoio dell'acqua calda. Nel secondo circuito, l'acqua potabile riscaldata viene condotta al consumatore.
Nei sistemi a circuito singolo, l'acqua viene alimentata direttamente attraverso il collettore e riscaldata. Questo sistema è talvolta utilizzato per riscaldare l'acqua della piscina senza il rischio di gelo. I sistemi a circuito singolo nei paesi in cui c'è il rischio di gelo devono poter essere chiusi e svuotati per mezzo di un sistema di controllo adeguato.
Il corretto dimensionamento del sistema è il prerequisito per un funzionamento soddisfacente. Per i piccoli sistemi in case mono/bi-familiari, si può assumere un consumo di acqua di circa 50 l di acqua calda per persona al giorno. Con una specifica di temperatura di 50 °C e le riserve necessarie per i giorni con meno radiazioni, la superficie del collettore dovrebbe essere di circa 2 m² per persona.
Materiali per le tubature
Materiali adatti per i tubi del circuito solare offrono:
- sufficiente resistenza alla temperatura
- resistenza al glicole
- resistenza all'alta pressione
- la necessaria resistenza agli agenti atmosferici e alla corrosione per l'uso all'esterno (nessun tubo galvanizzato)
Formazione di vapore durante la sosta
Se il sistema solare è fermo - ad esempio perché l'accumulatore è già completamente carico e non c'è consumo o la pompa del circuito dei collettori non è in funzione - il vapore può formarsi nei collettori se la radiazione solare continua. Lo spazio di vapore corrisponde di solito al volume del collettore e a una breve sezione dei tubi di collegamento.
Nei collettori piani convenzionali, si raggiungono temperature di arresto fino a 250 °C, nei collettori a tubi sottovuoto anche fino a 350 °C. Quando il sistema viene rimesso in funzione dopo una tale fase di arresto, possono verificarsi temperature piuttosto alte nel circuito solare in un periodo di tempo molto breve. Le misurazioni dell'Istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare (ISE) mostrano che quando il collettore piatto non è riempito - cioè durante la fase di costruzione quando è esposto alla radiazione solare - possono verificarsi circa 160 °C al collettore a temperatura di riposo (210 °C temperatura del collettore). A seconda del tempo, questo può essere il caso per diversi mesi, a seconda del progresso della costruzione. Gli anelli di tenuta EPDM sarebbero già pre-danneggiati in questo caso - senza che il sistema sia stato nemmeno messo in funzione.
Uso di raccordi in rame
Come raccordi per i tubi di rame si raccomanda pertanto l'uso dei raccordi a pressare SANHA® in rame (Serie 12000/13000). In alternativa, sono disponibili i sistemi di pressatura NiroSan® serie 18000 (acciaio inossidabile) o NiroTherm® Industry (serie 98000).
Entrambi i sistemi di pressatura hanno una maggiore resistenza alla temperatura grazie all'anello di tenuta in FKM e sono adatti alle miscele acqua-glicole in tutti i rapporti di miscelazione. Tuttavia, alle temperature di picco descritte sopra, anche gli anelli di tenuta FKM raggiungono i loro limiti. Pertanto, il sistema di tubazioni non dovrebbe essere collegato direttamente alla superficie del collettore, ma si dovrebbe mantenere una distanza di almeno 3 metri.
Nel caso di collettori a tubi sottovuoto, si raccomanda che le connessioni del collettore e del circuito solare, così come le altre connessioni nel circuito solare stesso, siano realizzate mediante brasatura, poiché nei punti di transizione e nelle altre connessioni tra il tubo e i raccordi possono verificarsi temperature fino a 280 °C quando il sistema viene riavviato dopo l'arresto.
Instradamento della linea
Le linee di alimentazione e di ritorno devono essere posate con una pendenza tale che il sistema possa essere drenato se necessario. Per il circuito solare, bisogna prestare particolare attenzione al cambio di lunghezza dei tubi. A causa delle alte differenze di temperatura che ci si può aspettare, i tubi di rame o di acciaio inossidabile si espandono più volte rispetto a un'installazione convenzionale di acqua calda. Questa espansione in lunghezza deve essere presa in considerazione con un fissaggio appropriato (compensatori) e l'installazione di curve di espansione o gambe di piegatura nel tubo. I tubi solari sono dimensionati allo stesso modo dei tubi di riscaldamento.