Solare Termico

[gmgd]

Vivo nel Gargano,
un posto conosciuto anche come "la montagna del sole".

Con alcuni amici stavamo pensando di mettere a punto un sistema per affrancarci
dal consumo di combustibile per la produzione di acqua calda sanitaria,
il sistema più semplice molto in uso qui da noi (ma credo anche altrove) è quello di
spingere l'acqua fredda in un tubo di 50-100 mt spesso 1-2 pollici di plastica nera
quella pesante che si usa per gli impianti di irrigazione, posizionato sul tetto,
durante le ore di sole si riesce a produrre tutta l'acqua calda che si desidera.
Lo stesso sistema perde di efficienza già nelle ore serali rendendolo vano proprio
quando magari serve di più.
Ho pensato ad uno schema che forse potrebbe ovviare a questo inconveniete,
questo:

[IMG]http://i44.tinypic.com/2dha9lc.jpg[/IMG]

un accumulatore coibentato (uno scaldabagno), l'acqua contenuta al suo interno viene
fatta passare spinta dalla pompa attraverso il tubo in PVC (il tubo nero ) e ritorna calda
nell'accumulatore, la pompa viane comandata da un orologio programmatore con brevi
interventi (es. 15 minuti (un cavallotto) ogni una o due ore) nelle ore di maggiore
soleggiamento fino a spegnersi del tutto nelle ore serali e notturne.

Il sistema mi pare semplice ed efficiente ma comunque non mi persuade del tutto,
potrebbe esserci un qualcosa che mi sfugge e che lo rende vano, sul web non ho trovato
niente di simile, ora le cose sono 3:

1- non ho cercato bene
2- è una cag......
3- è una genialata

...................vuoi vedere che è la 2a

Cosa ne pensate?

[forUHMer]

non sarebbe meglio un circuito chiuso separato con uno scambiatore? Non ti si incrostano i tubi, puoi comandare la pompa con un termostato anzichè con un timer e l'acqua è separata e se ti capita di usarla per cuocere in fretta la pasta almeno non è acqua chè si è riscaldata nel polietilene.....
sempre se capisco bene....

[vincenzo-92]

Se hai scartato l'idea di acquistare un impianto per via dei costi, allora cerca di produrlo tu home made.
Puoi creare una scatola in lamiera con uno sviluppo adeguato, circa 2 mq, dove all'interno farai una serpentina con un tubo di rame, in basso da un lato ci sarà l'entrata, in alto dal lato opposto lìuscita.
Isoli con schiuma o pannelli di polistirolo la scatola, la dipingi di nero e ci metti un vetro trasparente sopra, così i raggi infrarossi passano e riscaldano la serpentina.
E' più facile di quanto sembra..

[Edo]

Concordo con Rolando, conviene uno scambiatore a serpentina, immerso nell'acqua sanitaria che verrà spillata dal boiler.
L'acqua, o meglio il fluido termovettore (Di solito glicole etilenico perchè non geli in inverno e non crei depositi e incrostazioni nei tubi), dovrebbe scorrere nella serpentina metallica e non essere la stessa acqua che utilizzi!
Se vuoi fare un lavoro durevole potresti usare uno scambiatore, una centralina ed una batteria di pannelli solari termici, potendo anche fruire della detrazione IRPEF del 55 o 60 %.

[riparz]

Concordo con Rolando, conviene uno scambiatore a serpentina, immerso nell'acqua sanitaria che verrà spillata dal boiler.
L'acqua, o meglio il fluido termovettore (Di solito glicole etilenico perchè non geli in inverno e non crei depositi e incrostazioni nei tubi), dovrebbe scorrere nella serpentina metallica e non essere la stessa acqua che utilizzi!
Se vuoi fare un lavoro durevole potresti usare uno scambiatore, una centralina ed una batteria di pannelli solari termici, potendo anche fruire della detrazione IRPEF del 55 o 60 %.

Per la detrazione l'impianto deve essere progettato e certificato da un tecnico competente.

In ogni modo, personalmente, non sottovaluterei la complessità di questi impianti con pannelli solari termici ed accumulatori.

Per dirne solo qualcuno:
1. attenzione a mettere accumulatori sul tetto: le coperture sono dimensionate per reggere al carico neve, nulla di più. Eventuali carichi (soprattutto se concentrati) rischiano di far venire già tutto
2. nei pannelli solari termici NON gira solo acqua ma tipicamente si mette anche glicole (per evitare evaporazione)
3. okkio al fenomeno legionella!!!

Le centraline (parlo per esperienza per che ce l'ho) sono estremamente complesse, sia da installare che configurare e tipicamente vengono utilizzate nell'impianti misti con generatori esistenti di calore.

Va bene il fai dai te, ma bisogna anche pensare che se dietro certe tematiche tecnologiche ci sono anni di ricerca e progettazione, con specialisti che ci lavorano (un idraulico deve essere formato per fare questi tipologie di lavori) evidentemente non si sta parlando di cose ad appannagigo di tutti.

Questo è il mio pensiero.

ciao
Mauro

[Edo]

Concordo con Rolando, conviene uno scambiatore a serpentina, immerso nell'acqua sanitaria che verrà spillata dal boiler.
L'acqua, o meglio il fluido termovettore (Di solito glicole etilenico perchè non geli in inverno e non crei depositi e incrostazioni nei tubi), dovrebbe scorrere nella serpentina metallica e non essere la stessa acqua che utilizzi!
Se vuoi fare un lavoro durevole potresti usare uno scambiatore, una centralina ed una batteria di pannelli solari termici, potendo anche fruire della detrazione IRPEF del 55 o 60 %.

Per la detrazione l'impianto deve essere progettato e certificato da un tecnico competente.

In ogni modo, personalmente, non sottovaluterei la complessità di questi impianti con pannelli solari termici ed accumulatori.

Per dirne solo qualcuno:
1. attenzione a mettere accumulatori sul tetto: le coperture sono dimensionate per reggere al carico neve, nulla di più. Eventuali carichi (soprattutto se concentrati) rischiano di far venire già tutto
2. nei pannelli solari termici NON gira solo acqua ma tipicamente si mette anche glicole (per evitare evaporazione)
3. okkio al fenomeno legionella!!!

Le centraline (parlo per esperienza per che ce l'ho) sono estremamente complesse, sia da installare che configurare e tipicamente vengono utilizzate nell'impianti misti con generatori esistenti di calore.

Va bene il fai dai te, ma bisogna anche pensare che se dietro certe tematiche tecnologiche ci sono anni di ricerca e progettazione, con specialisti che ci lavorano (un idraulico deve essere formato per fare questi tipologie di lavori) evidentemente non si sta parlando di cose ad appannagigo di tutti.

Questo è il mio pensiero.

ciao
Mauro

D'accordo per l'installazione e la progettazione a cura di uno specialista, solo in questo modo si può fruire della sostanziosa detrazione.
Non metterei mai gli accumulatori sul tetto, ma solo i pannelli solari.
Centralina e Accumulo al piano inferiore della casa, nel locale caldaia.
L'accumulo sul tetto è troppo pesante e normalmente funziona a circolazione naturale, il che è poco raccomandabile in quanto la temperatura non può essere regolata adeguatamente, causando danni all'impianto.
Nel 2008 ho installato 3 pannelli solari da 7,5 mq totali, un accumulo con doppio scambiatore (la seconda serpentina è collegata alla caldaia) da 400 litri ed una centralina.
Tutto di marca Viessmann (Sistema Vitosol), leader nel mercato.
Mai avuto un problema, in 4 anni di funzionamento, nonostante alcuni black out elettrici sulla linea Enel, che hanno fatto salire la temperatura del fluido termovettore a 130 °C...
Copro il 60-70 % del mio fabbisogno di acqua sanitaria, un impianto così al sud coprirebbe almeno l'80 %.
Qui da noi sono molto diffusi, mi sorprende che nel resto dell'Italia se ne vedano pochi, specie al sud, dove il sole picchia forte...

[forUHMer]

Condivido Edo e Mauro, per impianti fatti a regola d'arte.
Per tornare alla domanda era se è fattibile una cosa semplificata, mi ha colpito il tubo da 1-2 pollici, immagino sia 1/2 " .... Chiaramente l'effcienza di riscaldamento dipende da quanta superficie espongo al sole. Il rapporto circonferenza/sezione di un tubo cala quando cresce il diametro nominale, per questo per gli impianti a pavimento si usano tubi sottili. Andrebbero bene anche questi ma non sono neri (almeno di solito) e costano di più perchè devono durare decenni. In ogni caso se la pompa ce la fa a far circolare il fluido, il tubo dovrebbe essere quanto più sottile possibile.

[AlbertoA]

Michele, ho visto anche i riscaldamenti delle piscine fatti con dei tubi neri...
Non me ne intendo, ma sarei per dirti di farla circolare di continuo l'acqua, anche per evitare il surriscaldamento, una semplice pompa di ricircolo, si usano normalmente nei circuiti dell'acqua sanitaria che sono fatti ad anello... Ovviamente con un timer e/o termostato, qualche dubbio ce l'ho sull'efficienza, il tubo in pvc non trasmette il calore del sole altrettanto bene che uno di materiali diversi, scalda molto fuori ma dentro? Certo scalda... secondo me andrebbero anche isolati, d'inverno non so come sia, ma quando hai delle giornate non "solarissime" è più facile che il tubo, non protetto, si raffreddi piuttosto che si riscaldi, anche per questo il vetro e l'isolante! Se metti dei tubi di diametro minore si scaldano prima ma anche raffreddano prima ed anche aumenta "relativamente" lo spessore della plastica...
Se vuoi fare un tentativo lo farei, quando metti un serbatoio di accumulo magari ti serve anche se in futuro tu volessi passare ad un impianto fatto bene, una piccola pompa di ricircolo non è un granché, il tubo di plastica lo usi ancora...

[gmgd]

Il sistema più semplice per produrre acqua calda in uso qui da noi è quella di collegare
all'impianto idrico di casa un tubo di plastica nera (quella in uso per gli impianti di irrigazione
fissi) di almeno 1 pollice e fino a 2 pollici, tra il circuito dell'acqua fredda e quello della
calda, e portanto il tubo, lungo da 50 a 100 mt sul tetto o in altro posto che sia esposto il
più possibile al sole.
Chiudendo la mandata fredda alla caldaia/bollitore/altro e aprendo un qualsiasi rubinetto
dell'acqua calda questa è costretta a passare
attraverso il tubo nero che al suo interno già di suo contiene anche 50 litri di acqua caldissima
( 1 pollice per 100 mt), niente pompe, termostati, centraline il solo costo dell'acqua e l'aiuto
del sole Garganico.
Con questo sistema (provato direttamente ) nei mesi estivi si può produrre tutta l'acqua che si vuole ma solo nelle ore di soleggiamento ,
con il mio schema si sperava di coprire anche le ore di non soleggiamento e/o i periodi
relativamente freddi e portare l'autonomia a circa i mesi.
Le infrastrutture da installare sono molto semplici e non necessitano di nessuna opera
muraria, il tubo viene avvolto in spire e poggiato di piatto sul tetto, il peso e il bassissimo
profilo fanno si che il vento non provochi nessun danno, il peso di 60 - 70 kg (h2o e plastica)
non essendo concentrato offrono un carico modestissimo per qualsiasi tipo di tetto,
l'accumulatore puo essere posizionato su un terrazzo o altro , la pompa può essere un
normale circolatore per riscaldamento (possono sopportare almeno 80°) , un normale
orologio programmatore a cavallotti.
I miei dubbi erano (e sono) a livello di idraulica spicciola e dovuti al fatto che il principio
all'appareza semplice potrebbe contenere delle difficoltà di funzionamento che mi sfuggono.

A livello commerciale ci sono apparecchiature per la produzione di acqua sanitaria di tutti
i tipi e per tutte le tasche/esigenze, ma una così non l'ho ancora trovata.

In linea di principio, riscaldare direttamente l'acqua che si va ad usare non è meglio che
riscaldare un fluido (acqua e glicole) in un circuito chiuso e cederne poi il calore tramite
uno scambiatore all'acqua da usare?
L'assenza di un passaggio intermedio non ne aumenta il rendimento?

IL costo dei materiali per la realizzazione (alcuni possono essere reperiti a costi contenuti e
fino al gratis) non dovrebbe superare al massimo 300 euro (comprando tutto/arrangiandosi),
alchè lo rendono (sempre che funzioni) anche parecchio economico.

Ci stiamo attrezzando per testarlo con materiali di scarto, peccato si vada incontro alla
cattiva stagione, ma fino ad oggi,............

spendide giornate di sole.

[forUHMer]

Riguardo a quanto possa riscaldare bisognerebbe calcolare la superficie esposta equivalente perpendicolare al sole che evidentemente è minore del diametro volte la lunghezza, se non sbaglio è la metà cioè il raggio. Anche immaginando un tubo a spessore nullo cioè effettivamente da 2" , 1" di raggio per 50m viene 1.25 mq che potrebbe dare al sole dal gargano, perdite a parte, almeno 0.8 kW, diciamo 1hp, quindi una potenza di tutto rispetto, e un tale tubo contiene 110 l o giù di li' . Per riscaldare da 10 a 60 gradi 100 l di acqua servono 5000 kCal quindi 6 kWh, 1 giornata di sole. Però poi come dice Alberto la notte va giu la temperatura. Con un fluido vettore in un tubo da 1/2" ha 1/4 della superfie di prima, ma 1/16 (in pratica è circa 1/11) dell'accumulo. Quindi (solo per ipotizzare) 200 m hanno sembre 1.25 mq equivalenti, però contengono 40 l e li tiri su in 3 ore. Se l'impianto rimuove e porta questo calore nel bollitore, ha meno inerzia, a parità di potere riscaldante
Discorso puramente speculativo per parlare di vantaggi/svantaggi dei tubi sottili o spessi, le cifre potrebbero essere non realistiche.

[Edo]

Il sistema più semplice per produrre acqua calda in uso qui da noi è quella di collegare
all'impianto idrico di casa un tubo di plastica nera (quella in uso per gli impianti di irrigazione
fissi) di almeno 1 pollice e fino a 2 pollici, tra il circuito dell'acqua fredda e quello della
calda, e portanto il tubo, lungo da 50 a 100 mt sul tetto o in altro posto che sia esposto il
più possibile al sole.
Chiudendo la mandata fredda alla caldaia/bollitore/altro e aprendo un qualsiasi rubinetto
dell'acqua calda questa è costretta a passare
attraverso il tubo nero che al suo interno già di suo contiene anche 50 litri di acqua caldissima
( 1 pollice per 100 mt), niente pompe, termostati, centraline il solo costo dell'acqua e l'aiuto
del sole Garganico.
Con questo sistema (provato direttamente ) nei mesi estivi si può produrre tutta l'acqua che si vuole ma solo nelle ore di soleggiamento ,
con il mio schema si sperava di coprire anche le ore di non soleggiamento e/o i periodi
relativamente freddi e portare l'autonomia a circa i mesi.
Le infrastrutture da installare sono molto semplici e non necessitano di nessuna opera
muraria, il tubo viene avvolto in spire e poggiato di piatto sul tetto, il peso e il bassissimo
profilo fanno si che il vento non provochi nessun danno, il peso di 60 - 70 kg (h2o e plastica)
non essendo concentrato offrono un carico modestissimo per qualsiasi tipo di tetto,
l'accumulatore puo essere posizionato su un terrazzo o altro , la pompa può essere un
normale circolatore per riscaldamento (possono sopportare almeno 80°) , un normale
orologio programmatore a cavallotti.
I miei dubbi erano (e sono) a livello di idraulica spicciola e dovuti al fatto che il principio
all'appareza semplice potrebbe contenere delle difficoltà di funzionamento che mi sfuggono.

A livello commerciale ci sono apparecchiature per la produzione di acqua sanitaria di tutti
i tipi e per tutte le tasche/esigenze, ma una così non l'ho ancora trovata.

In linea di principio, riscaldare direttamente l'acqua che si va ad usare non è meglio che
riscaldare un fluido (acqua e glicole) in un circuito chiuso e cederne poi il calore tramite
uno scambiatore all'acqua da usare?
L'assenza di un passaggio intermedio non ne aumenta il rendimento?

IL costo dei materiali per la realizzazione (alcuni possono essere reperiti a costi contenuti e
fino al gratis) non dovrebbe superare al massimo 300 euro (comprando tutto/arrangiandosi),
alchè lo rendono (sempre che funzioni) anche parecchio economico.

Ci stiamo attrezzando per testarlo con materiali di scarto, peccato si vada incontro alla
cattiva stagione, ma fino ad oggi,............

spendide giornate di sole.

L'ha detto anche Rolando e lo penso anch'io che sia poco igienico far passare l'acqua sanitaria in un tubo di plastica di quel genere.
Il sistema che hai descritto funziona però non avendo accumulo non avrai acqua calda quando non splende il sole.
Al contrario, potresti avere il rischio di ebollizione dell'acqua se non ne prelevi dai rubinetti mentre splende il sole.
L'accumulo in questo caso funge anche da volano termico, mantenendo la temperatura più costante.
Siccome il tubo nero funge da collettore solare, potresti collegarlo ad una serpentina metallica che stà all'interno di un bollitore ed avere così l'accumulo.
Se facciamo due conti, 50 metri di tubo da 1" (diametro 33.7 mm), corrisponde ad una superficie di 5.29 mq, che essendo esposta al sole per circa metà, scenderà a 2.65 mq.
Questa superficie corrisponde all'incirca ad 1 dei miei collettori solari che ho installato sul tetto ma se hai 100 metri di tubo sarà come averne circa due.
Essendo di colore nero, come la superficie dei miei pannelli, suppongo che abbia più o meno la stessa capacità di captare i raggi solari.
Con 100 metri di tubo, potresti quindi ottenere una quantità di acqua calda più che sufficiente per una famiglia media, specie considerando che sei al sud...
C'è poi il problema della regolazione del carico dell'impianto.
Il mio è dotato di un termostato differenziale, che fa funzionare la pompa di carico del boiler entro una certa differenza di temperatura media fra il circuito primario (Serpententina dei pannelli solari) e l'acqua sanitaria contenuta nel boiler.

[vincenzo-92]

A conti fatti non conviene un gran chè l autocostruzione..

[gmgd]

Riguardo alla igienicità del tubo mi sono meglio documentato
dovrebbe essere questo o con caratteristiche similari

http://www.oppo.it/materiali/tubi_raccordi/pe_100_tubi.html

qui da noi si è soliti usare il PN 16 con diametri dal 32 al 50 mm
a seconda della lunghezza (50 o 100 mt) e della necessità di avere
più o meno una certa quantità di acqua.

Un amico che lo tiene montato nella casa al mare, sostiene che che nelle
giornate soleggiate di piena estate per le prime docce e fino allo svuotamento dell'acqua
ferma nel tubo non è possibile farsi la doccia senza miscelare con acqua fredda, si rischiano
ustioni, poi si stabilizza ad una temperatura più accettabile.

Nello schema della figura ad inizio topic io ho previsto un accumulo per ovviare alle
ore di non soleggiatura, e visto che il tubo lo permette non vi pare che mandando l'acqua
direttamente senza passare per uno scambiatore sia molto più efficiente di un circuito
separato?

Si potrebbe aggiungere la sicurezza di un termostato che stacca la pompa quando
nell'accumulo la temperatura dell'acqua raggiunge valori limite (se mai si raggiungono),
il tubo è collaudato, resiste perfettamente alle più torride temperature estive.
Sul sito della oppo ci sono anche i prezzi dei tubi, e mi pare non siano proibitivi, riguardo
al serbatoio di accumulo, un giovane artigiano qui in zona ne costruisce , anche in
inox o in lamiera zincata, su disegno.

Per i calcoli non saprei,
sarebbe da verificare , con un tubo da 32 mm PN16 di 50 mt si hanno 26 lt di acqua,
quanto tempo si impiega a portare un accumulo di 100-150 ad una temperatura adeguata.

[forUHMer]

Scusa Michele, risposte te ne sono state date, e non parlo delle mie, calcoli sebbene non metterei la mano sul fuoco sui miei, pure ne sono stati fatti. Consigli anche, Edo lo conosco ed è rigoroso e accurato e non sbaglia mai un conto. Tu segui un tuo filo logico indipendente, quindi...
Qui trovi un po' di link:

http://solarcities.blogspot.it/2009/11/low-cost-solar-heater-using-ubiquitous.html

http://www.icestuff.com/~energy21/owen.htm

http://wasteweardaily.wordpress.com/2008/05/05/homemade-cheap-solar-water-heater/

Qui trovi da sbizzarrirti

http://www.builditsolar.com/Projects/WaterHeating/water_heating.htm

Per i calcoli trovi pure molto materiale. Buon lavoro.

[gmgd]

Chiunque risponde ad un mio topic, a prescindere dalla competenza o dalla
esaustività della risposta,
lo ritengo meritevole dei miei ringraziamenti.

Si, in genere seguo un mio filo logico, giusto o sbagliato che sia , le risposte mi
servono per rafforzare i dubbi o le certezze, passato del tempo e fatta maturare
l'idea faccio un bilancio e decido se andare avanti o desistere.

Se non avessi un mio filo logico o avesi solo dubbi o solo certezze non farei domande.

Anche stavolta sarà così, intanto incasso quello che mi avete suggerito ,
che non è poco.

Ancora Grazie.