PESARO 13 maggio 2010 ORIENTAMENTO AL SOLARE. Progettazione e realizzazione impianti solari termici

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1 PESARO 13 maggio 2010 ORIENTAMENTO AL SOLARE Progettazione e realizzazione impianti solari termici

2 DIMENSIONAMENTO NOZIONI TEORICHE

3 IL PANORAMA ENERGETICO LA FONTE SOLARE L UTILIZZO DELLE RISORSE I PANNELLI SOLARI IL DIMENSIONAMENTO GLI SCHEMI DI IMPIANTO RENDIMENTO EFFETTIVO CALDAI/IMPIANTO

4 IL PANORAMA ENERGETICO CONSUMI DI MATERIE PRIME PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA Milioni di Ton equivalenti di pertolio 7000,0 6000,0 5000,0 4000,0 3000,0 2000,0 1000,0 Oil: Consumption * Natural gas: Consumption Coal: Consumption * Popolazione [milioni] 1530,8 0, ANNO Diagramma del consumo mondiale di petrolio, gas e carbone dal 1970 al 2007 e linea di tendenza della popolazione mondiale in milioni di abitanti

5 RISERVE DI ENERGIA PRIMAIA NEL MONDO kwh L energia solare è: - illimitata - senza impatti ambientali - disponibile ovunque

6 L APPROCCIO EUROPEO A KYOTO Il punto principale del Protocollo di Kyoto è costituito dalla definizione di limiti di emissioni per le nazioni industrializzate da rispettare tramite atti legislativi. Dal la riduzione totale delle emissioni dovrà essere almeno pari al 5% del livello di emissioni del La riduzione totale del 5% è suddivisa tra i vari Paesi in modo che ogni Nazione abbia il proprio obiettivo individuale che dovrà essere raggiunto nel periodo

7 IL LIBRO VERDE DELLA COMMISSIONE EUROPEA Tramite questo documento la Commissione Europea ha dichiarato: di voler ridurre del 20% il consumo energetico rispetto alle proiezioni per l anno 2020 (1.900 Mtep), riportandolo quindi al livello registrato nel 1990 : Mtep entro il 2020, il 20% del fabbisogno energetico dovrà essere soddisfatto da energie alternative Previsione per il 2030; importazioni saranno: petrolio 90% / gas 80% per cui: sarà necessario migliorare l efficienza energetica per prima stabilizzare e poi ridurre i consumi energetici, oltre a sviluppare l utilizzo di energie alternative.

8 L APPROCCIO EUROPEO A KYOTO n/index_en.htm Fact Sheet on Climate Change, April 2009 Fact Sheet on Energy, March 2006 Climate Change what is it all about? An introduction for young people European Commission media resources on climate change Public information brochures Supporting a climate for change: The EU and developing countries working together Research and development to fight climate change The EU Emissions Trading Scheme Adapting to climate change

9 Ripartizione produzione CO 2 per settore

10 UE EMISSIONI PER SETTORE

11 UE - Tecnologie per la riduzione di CO 2

12 LA RICHIESTA DI ENERGIA IN AMBITO EU Industria 28.2 % Edifici 40.7 % Trasporti 31.1 % Edifici 40.7 % Riscaldamento, acqua calda sanitaria 85 % Suddivisione dei consumi energetici in ambito EU Cottura, elettrodomestici 15 % La richiesta di energia per riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria è, percentualmente, la più alta in Europa.

13 L EFFICIENZA REALE IE = ENERGIA PRODOTTA / ENERGIA COMPLESSIVA IMPIEGATA ENERGIA PRODOTTA = energia tradotta kwh nella vita dell oggetto ENERGIA COMPLESSIVA IMPIEGATA = energia impiegata per la realizzazione + consumo necessario all utilizzo + energia impiegata per lo smaltimento LA MANCATA EFFICIENZA PRODUCE SEMPLICEMENTE CALORE!

14 Ripartizione produzione CO 2 per settore IE=25-30 % IE=80-90 % IE complessiva = (40x x27)/(40+60) = 50% IL 50% DELLA NOSTRA ENERGIA E DISPERSA IN CALORE!

15 CONTENERE I CONSUMI! EPB - Energy Performance of Buildings 2002/91/EC BED - Boilers Efficiency Directive 92/42/EEC Labelling Directive 92/75/EEC Motori termici efficienti Schemi di impianto e regolazione Integrazione con energie rinnovabili

16 OBIETTIVO EU EPB - Energy Performance of Buildings 2002/91/EC Dispersione media alle pareti dell'edificio Dispersione Watt/m Energia persa 0 Vecchi edifici < 1984 < 1995 Low energy house Energy efficinet hosue Motori termici efficienti BED - Boilers Efficiency Directive 92/42/EEC Labelling Directive 92/75/EEC 1 m 2 di pannello = 60 m3 di metano/anno!

17 EPB - ENERGY PERFORMANCE OF BUILDINGS 2002/91/EC Energia Dispersione necessaria media al riscaldamnto alle pareti di una abitazione con dell'edificio 100 m2 di superficie kwh/m 2/anno Dispersione Watt/m Ve cchi Vecchi edifici edifici Energia persa Energia persa Energia necessaria al riscaldamento < 1984 < 1995 Low Ene rgy < 1984 < 1995 Low energy energyefficinet Energy house hosue efficinet hosue

18 MOTORI TERMICI EFFICIENTI La combustione del metano con aria produce anidride carbonica e vapor acqueo: CONDENSAZIONE CH4 + 2 (O2 + h N2) -> CO2 + 2 H2O + 2 h N2 CH4 + 2O2 - > CO2 + 2H2O [ MJ/m 3 P.C.I. ] Dalla combustione di un metro cubo standard di metano si ottengono circa 35.9 MJ/m 3 (8570 Kcal/m 3 ) Nei fumi si ha una quantità di vapore acqueo pari a 1,6 litri; per creare questa quantità di vapore l acqua ha assorbito 950 kcal pari a 3900 kj = 3.9 MJ = 1.08 kwh 35.9 (P.C.I.) = 39.8 (P.C.S.) Se si considera che una caldaia da 24Kw funzionate alla portata massima brucia in un ora circa 2,6 Nm3 di gas metano, l energia persa dalle caldaie tradizionali attraverso i fumi in un ora di funzionamento al massimo è di 2470 kcal = 2,87 kwh! 2.6 Nm3/h = 26.3 kw P.C.I 29.2 kw P.C.S. 23,7 kw resi all acqua 0,35 kw persi al mantello 2,28 kw persi ai fumi 2,87 kw nei vapori d acqua

19 RENDIMNTO EFFETTIVO CALDAIA / IMPIANTO η? Labelling Directive 92/75/EEC?

20 ESEMPIO DI CALCOLO

21 LA FONTE ENERGETICA SOLARE 147 M km (perielio) 152 M km (afelio)

22 LA COSTANTE SOLARE La costante solare oscilla di circa ± 3% durante l anno. Il valore medio che si considera è W/m 2

23 RADIAZIONE SOLARE Riflessione dovuta alle nuvole Atmosfera Costante Solare 1353 W/m 2 Assorbimento attraverso l atmosferal Riflessione Radiazione diretta Radiazione diffusa (scattering) x molecole e polveri Massima radiazione al suolo = 1000 W/m 2

24 RADIAZIONE AL SUOLO Le condizioni atmosferiche influenzano la potenza della radiazione solare che giunge al suolo. [ W/m 2 ]

25 RAPPORTO TRA ENERGIA MAX E MEDIA In estate, quando le ore di insolazione sono maggiori, si ha un valore di energia trasmessa al suolo superiore rispetto alla media annua. Secondo la latitudine, sono stati calcolati dei coefficienti di maggiorazione. ITALIA Nord 1,43 Centro 1,36 Sud 1,29

26 L IRRAGGIAMENTO SOLARE Diagramma del rapporto irraggiamento massimo rispetto al valor medio calcolato nell anno DIAGRAMMA IRRAGGIAMENTO GIORNALIERO Watt/m2/giorno MASSIMO / MEDIO /MINIMO massimo Watt/m2/giorno medio minimo latitudine geografica [ ]

27 ENERGIA ANNUA TRASMESSA AL SUOLO kwh/m2/anno resi alla superficie nei 15 paesi UE

28 RADIAZIONE ITALIA La radiazione solare annua in Italia Lat 46 Valle Aurina (BZ) kwh/m 2 Pachino (SR) Lat kwh/m 2 PESARO (43 54 ) 1434 kwh/m 2 Lat 36

29 CLIMA E TEMPERATURA ARIA LA TEMPERATURA ESTERNA MEDIA GIORNALIERA / LATITUDINE TEMPEARURE MEDIE / LATITUDINE TEMPERATURA C OTT NOV DIC GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET

30 IRRAGGIAMENTO E POSIZIONE L ENERGIA MEDIA GIORNALIERA IRRAGGIATA IN FUNZIONE DELLA LATITUDINE IRRAGGIAMENTO SOLARE MEDIO GIORNALIERO / LATITUDINE IRRAGGIAMENTO KWh ,8 41,4 46,3 0 OTT NOV DIC GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET

31 GLI ANGOLI CARATTERISTICI α = angolo di inclinazione del pannello rispetto al piano orizzontale ZENIT = direzione della perpendicolare al terreno γ = AZIMUTH = angolo di inclinazione del pannello rispetto alla direzione SUD

32 EFFICIENZA % DI RICEZIONE SOLARE 95% Es. un pannello installato a 45 SW inclinato di 30 ha un efficienza di ricezione solare pari al 95%

33 EFFICIENZA - TERMICA Diagramma efficienza % termica

34 COMPORTAMENTO EFFETTIVO COMPORTAMENTO EFFETTIVO DEI PANNELLI IN FUNZIONE DELLA LATITUDINE IRRAGGIAMENTO SOLARE MEDIO GIORNALIERO / LATITUDINE VARIAZIONE ANNUALE DELLA "COSTANTE SOLARE" IRRAGGIAMENTO KWh ,8 41,4 46,3 "COSTANTE SOLARE " W /m OTT NOV DIC GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET 1300 OTT NOV DIC GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET TEMPEARURE MEDIE / LATITUDINE TEMPERATURA C OTT NOV DIC GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET

35 ESEMPIO DI CALCOLO Quanta acqua calda viene prodotta da 1 m 2 di pannello solare in un anno? Dalla formula ricaviamo Q = m*cp* T m = Q / Cp* T dove m = massa d acqua prodotta Q = energia trasmessa dal pannello solare Cp = calore specifico acqua 1 kcal / kg*k T = incremento di temperatura dell acqua

36 ESEMPIO DI CALCOLO Nel nostro esempio Q = 1434 kwh/m 2 * 0,95 * 0,6 Radiazione solare annua su PESARO Efficienza pannello solare 45 SW inc. 30 Rendimento medio pannello solare piano Il risultato Q = kwh/m 2 = kcal/m 2 è l energia annua trasmessa all acqua da 1 m 2 di pannello solare

37 ESEMPIO DI CALCOLO Ipotizzando Temperatura media acqua di rete 13 C Temperatura di stoccaggio accumulo 60 C ( T = 47K) la massa d acqua riscaldata in un anno da 1 m 2 di pannello solare è m = Q / Cp* T = / 1*47 = kg = 14,96 m 3

38 ESEMPIO DI CALCOLO La massa d acqua media riscaldata giornalmente da 1 m 2 di pannello solare è m g = litri / 365 = 41 litri/giorno ma in estate avremo una produzione maggiore pari a m ge = 42 * 1,42 = 59,6 litri/giorno

39 ESEMPIO DI CALCOLO Definizione del fabbisogno di acqua calda METODO A Valutazione del consumo di acqua in base al numero di persone presenti

40 ESEMPIO DI CALCOLO METODO A Definizione del fabbisogno di acqua calda 37,5 litri/g * 6 persone = 225 litri/g 60 C Area minima di pannelli solari da installare 225 litri/g / 59.6 litri/g*m 2 = 3,77 m 2 Volume minimo del bollitore ad accumulo 3,77 m 2 * 70 litri/m 2 = 264 litri Si opterà per una soluzione composta da 2 collettori solari ed un bollitore da 300 litri

41 ESEMPIO DI CALCOLO Definizione del fabbisogno di acqua calda METODO B Valutazione del consumo di acqua in base al numero di persone di piena occupazione hotel MEDIA 33 L/g a 60 C

42 ESEMPIO DI CALCOLO METODO B Definizione del fabbisogno di acqua calda 33 litri/g * 1,5 persone * 6 alloggi = 297 litri/g 60 C Area minima di pannelli solari da installare 297 litri/g / 59.6 litri/g*m 2 = 4.98 m 2 Volume minimo del bollitore ad accumulo 4.98 m 2 * 70 litri/m 2 = 348 litri Si opterà per una soluzione composta da 3 collettori solari ed un bollitore da 400 litri

43 ESEMPIO VARIAZIONE PRESTAZIONI PER UNA CERTIFICAZIONE

44

45 ACE DECRETO 11 marzo 2008 coordinato con Decreto 26 gennaio 2010 in vigore dal 14 marzo 2010

46 ACE DECRETO 11 marzo 2008 coordinato con Decreto 26 gennaio 2010 in vigore dal 14 marzo 2010

47 ACE DECRETO 11 marzo 2008 coordinato con Decreto 26 gennaio 2010 in vigore dal 14 marzo 2010

48 ACE DECRETO 11 marzo 2008 coordinato con Decreto 26 gennaio 2010 in vigore dal 14 marzo 2010

49 ACE DECRETO 11 marzo 2008 Aggiornamento del decreto 11 marzo 2008

50 ACE REGIONE LOMBARDIA

51 ACE REGIONE LOMBARDIA

52 ACE REGIONE LOMBARDIA

53 ACE REGIONE LOMBARDIA REGIONE LOMBARDIA: PROSPETTO RESA STIMATA IN FUNZIONE DELLA PROVINCIA

54 ACE REGIONE LOMBARDIA REGIONE LOMBARDIA: PROSPETTO RESA STIMATA IN FUNZIONE DELLA PROVINCIA Valori medi mensili della radiazione solare sul piano orizzontale in Lombardia in kwh/m2 mese (fonte: elaborazione dati UNI 10349) Valori annui della radiazione solare sul piano orizzontale per i capoluoghi della Lombardia in kwh/m2 anno (fonte: elaborazione dati UNI 10349)

55 ESEMPIO ACE LOMBARDIA

56 ESEMPIO ACE 1 ESEMPIO ACE 2 ESEMPIO ACE 3 ESEMPIO ACE 4

57 VALUTAZIONE INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO ESEMPIO VALUTAZIONE INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO

58 VALUTAZIONE INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO Consideriamo le tabelle delle trasmittanze in funzione della zona climatica A, B, C.. Consideriamo alcune combinazioni delle trasmittanze in funzione della zona climatica A, B, C.. per un involucro reale composto da superfici opache e vetrate P1 P2 P3 P4 W/m2/ C 0,35 0,6 0,8 1,1 1 2,2 0,72 2 3,3 0,94 3 3, ,5 1,21

59 VALUTAZIONE INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO Legenda delle combinazioni P1 P2 P3 P4 W/m2/ C 0,35 0,6 0,8 1,1 1 2,2 0,72 2 3,3 0,94 3 3, ,5 1,21 1 Finestra doppio vetro selettivo entro i parametri di legge 2 Finestra doppio vetro semplice 3 Finestra doppio vetro semplice 4 Finestra vetro singolo P1 P2 P3 P4 Parete coibentata entro i parametri di legge Parete coibentata normale Parte muratura non coibentata Parete muratura piena non coibentata

60 VALUTAZIONE INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO Si ricavano i diagrammi in funzione del rapporto S/V dell involucro edilizio GRAFICI DISPESIONI S/C La variabilità delle dispersione è influenzata dalla zona climatica e dal rapporto S/V in modo considerevole. Se consideriamo gli estremi dei campi a pari zona climatica abbiamo una oscillazione, ad esempio per zona E-F da 55 a 245 kwh/m2 anno; rapporto quasi 1:5.

61 VALUTAZIONE INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO Ipotizzando di poter cumulare una quantità di energia a m2 di pannello come suddiviso dalle aree geografiche comprese nella mappa italiana tra le latitudini, e moltiplicando il valore per l efficienza media dei pannelli = 60%, si ottiene: isole(sud Sicilia)= 36,8 => 700 kwh x 60% = Q net = 420 kwh/m2 centro(lazio) =41,3 = > 600 kwh x 60% = Q net = 360 kwh/m2 nord (Bolzano) =46,4 => 520 kwh x 60% = Q net = 312 kwh/m2 ENERGIA TOTALE KWh/m2 / LATITUDINE ENERGIA kwh 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 36,8 41,4 46,3 36,8 41,4 46,3 DIAGRAMMA DELLA CURVA CUMULATA nel periodo invernale compreso tra ottobre e aprile 100,0 0,0 OTT NOV DIC GEN FEB MAR APR

62 VALUTAZIONE INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO Ad esempio esplicativo riportiamo i diagrammi della condizione di un involucro di rapporto S/V=0,6 nelle 4 combinazioni ipotizzate valutandone l energia complessiva richiesta per il riscaldamento invernale. Il valore riportato in diagramma esprime la superficie netta del pannello da posare per soddisfare il 20% dell energia necessaria al riscaldamento dell involucro. Per netta si intende calcolata come dal rapporto: Sun net = E1 x m2 appartamento x 20 % energia da produrre con pannelli / Q net I valori sono diagrammati in funzione dei m2 appartamento e della zona climatica. SUP. NETTA PANNELLI m2 20,00 15,00 10,00 5,00 - SUPERFICIE PANNELLI EDIFICIO- TIPOP1 ZONA CLIMATICA A B C D E - F Sun net A B C D E - F kwh/m App. S m2 40 0,57 0,9 1,32 2,05 2, ,86 1,36 1,98 3,08 4, ,14 1,81 2,63 4,1 5, ,43 2,26 3,29 5,13 6, ,71 2,71 3,95 6,15 8, SUPERFICIEAPPARTAMENTO

63 VALUTAZIONE INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO Nel nostro caso(ace esempio-4) specifico abbiamo un involucro edilizio con dispersioni elevate 170 kwh/m2/anno, un edifico tipo P4 SUP. NETTA PANNELLI m2 15,00 10,00 5,00 - SUPERFICIE PANNELLI EDIFICIO - TIPO P4 A B C D E - F SUPERFICIE APPARTAMENTO Appartamento con circa 80 m2 di superficie: Si considera zona climatica D: Superficie pannelli = 6,91 m2! ZONA CLIMATICA Sun net A B C D E - F kwh/m App. S m2 40 0,96 1,52 2,22 3,46 4,6 60 1,44 2,29 3,33 5,18 6,9 80 1,93 3,05 4,44 6,91 9, ,41 3,81 5,55 8,64 11, ,89 4,57 6,66 10,37 13,79

64 VALUTAZIONE INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO 14 Dispersione media alle pareti dell'edificio Dispersione Watt/m Energia persa 0 Vecchi edifici < 1984 < 1995 Low energy house Energy efficinet hosue Energia necessaria al riscaldamnto di una abitazione con 100 m2 di superficie 140 kwh/m2/anno Energia persa Energia necessaria al riscaldamento 20 0 Vecchi edifici < 1984 < 1995 Low energy house Energy efficinet hosue La variabile del componente edilizio (da 1 a 4) gioca un fattore 1,71:2,89 = 1:1,7 arrotondabile 1:2; ed ancor più la variabile zona climatica pesa per un fattore 2,89: 13,79 = 1:4,8 arrotondabile 1:5 Ciò comporta che la scelta finale prioritaria diventa quella di tipo economico.

65 IL CIRCUITO SOLARE

66 IMPIANTI SOLARI STANDARD: A.C.S. nelle singole unità abitative COMBINATI: A.C.S. e l integrazione al riscaldamento nelle singole unità abitative GRANDI IMPIANTI: Impianti per la produzione di ACS nelle strutture ricettive e per lavorazioni in impianti industriali

67 IMPIANTI SOLARI TIPOLOGIA IMPIANTISTICA Distribuzione utilizzo impianti acqua sanitaria impianti centralizzato impianti industriali Circolazione forzata per la versatilità rappresenta la maggior parte del mercato italiano Circolazione naturale per A.C.S. soprattutto al CENTRO-SUD Drain-back parte limitata del mercato italiano

68 CIRCOLAZIONE NATURALE Per differenza di densità del fluido termovettore riscaldato, si innesca una circolazione naturale verso il bollitore. Il fluido cede calore e si porta nel pannello N-SOL 150/1 N-SOL 200/1 N-SOL 300/2 Semplice. Economico Manutenzione ridotta. No pompa no centralina. No stratificazione nel serbatoio. Possibilità di rischio gelo. Solo piccoli impianti per a.c.s. Forte impatto estetico.

69 DRAIN BACK Una pompa mette in circolazione il fluido, portandolo dal contenitore ai pannelli, solo quando il pannello è caldo Solitamente non necessita miscela di acqua e glicole. Non necessita il vaso di espansione. No problemi di stagnazione Integrazione architettonica elevata rispetto a circolazione naturale Pompa con elevata prevalenza per vincere perdite di carico e sollevare l acqua ai pannelli. Corretto dimensionamento delle sezioni dei tubi e della pompa Maggiore rumorosità circuito solare Pericolo di gelo se nel circuito sono presenti dei sifoni Maggiore stress termico materiale dei collettori solari

70 CIRCOLAZIONE FORZATA Un circolatore, governato da centralina, porta il calore dai pannelli all accumulo Integrazione architettonica elevata rispetto a circolazione naturale Affidabilità. Utilizzo di un circolatore. Massima flessibilità. Massima efficienza. Alte temperature nei collettori 140 Miscela di acqua e glicole

71 COLLETTORI SCOPERTI Utilizzo solo per riscaldamento piscine esterne uso estivo In materiale plastico avvolgibile Non necessitano di scambiatori interno acqua della piscina Economici POOL

72 CIRCOLAZIONE FORZATA COLLETTORE PIANO VETRATO RISC Vetro temperato basso tenore FeO antigrandine spessore 3.2 mm Piastra captante in rame con trattamento selettivo Tubazioni in rame elettrosaldate alla piastra captante POOL Vasca/profilo in alluminio Isolamento lana di roccia 55 mm

73 COLLETTORE PIANO Collettore a circolazione forzata Per produzione di acqua calda sanitaria e Per piccoli e grandi impianti Ideali per grandi superfici re Installazione sovrapposta o ad incasso nel tetto o a tetto piano o a terra SC-F25 SCI-25 SC-F20 RIS C SCO-25 Profilo superio Guarnizi one in EPDM POOL Glass Struttura in alluminio Circuito idraulico in parallelo PIANO VETRATO PIANO AD INCASSO PIANO ORIZZONTALE

74 COLLETTORI A TUBI SOTTOVUOTO Collettore con tubi sottovuoto (TUBO SYDNEY) Per produzione di acqua calda sanitaria ed integrazione riscaldamento Per impianti speciali (lavorazioni industriali) Installazione sovrapposta al tetto, tetto piano o a terra RISC POOL SC-V Il fluido del circuito solare, contenuto all interno del tubo sottovuoto, viene riscaldato dal colore captato e trasmesso direttamente al bollitore

75 COLLETTORE A TUBI SOTTOVUOTO COLLETTORE A TUBI SOTTOVUOTO HP (heat pipe) RIS C POOL Il fluido contenuto all interno del tubo sottovuoto (liquido a bassa pressione) vaporizza grazie al colore captato. Portandosi sul bulbo cede calore al fluido termovettore del circuito bollitore VANTAGGI CIRCUITO BOLLITORE BULBO ASSORBITORE IL PANNELLO SOTTOVUOTO HA, IN PARTICOLARI CONDIZIONI (INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO O PROCESSI INDUSTRIALI), UNA RESA MAGGIORE RISPETTO AL PIANO MA, PER LA SEMPLICE PRODUZIONE DI A.C.S., QUESTA DIFFERENZA SI RIDUCE IN MODO EVIDENTE, FINO AD AZZERARSI.

76 T.mand= 60 C T.rit= 40 C T.med= 50 C K = T.med - Tamb - 50 C - 20 C = 30K K = T.med - Tamb - 50 C - 10 C = 40K K = T.med - Tamb - 50 C - 0 C = 50K K = T.med - Tamb - 50 C - (-10 C) = 60K L efficienza dei pannelli è influenzata dal?t tra la temperatura media nel pannello e la temperatura ambiente. All aumentare di questo differenziale (aumento della temperatura nei pannelli o diminuzione della temperatura ambiente) l efficienza diminuisce. Con bassi? t (produzione A.C.S.) l efficienza del piano è maggiore rispetto al vuoto.

77 VERIFICHE PRELIMINARI

78 REGOLE SULL INSTALLAZIONE Avvertenze per il montaggio e il trasporto Verifica strutturale del tetto (installazione soltanto su tetti o telai sufficientemente robusti) e delle travi in legno predisposte al fissaggio dei collettori, soprattutto in zone soggette a forti precipitazioni nevose (1 m³ di neve farinosa ~ 60 kg / 1 m³ di neve bagnata ~ 200 kg) o esposte a forti venti. Evitare accumuli di neve. Mantenere una distanza dai colmi/bordi del tetto di 1 m. Inclinazione dei collettori Inclinazione dei collettori compresa tra 20 e 65. Coprire i collettori, con materiale idoneo, fino all attivazione dell impianto solare

79 REGOLE SULL INSTALLAZIONE Collegamenti Effettuare i collegamenti ai raccordi con materiale idoneo. Prevedere dispositivi per la compensazione della dilatazione termica provocata dagli sbalzi di temperatura (dilatatori a tubo curvato, tubature flessibili). Lavaggio, riempimento e tenuta impianto Eseguire l'operazione di lavaggio e riempimento a collettori freddo e coperto (mattino). In particolare nelle zone a rischio gelo è necessario l'impiego di una miscela di acqua e antigelo al 40 % anche per il lavaggio dell impianto (nei collettori l acqua non viene completamente svuotata). In alternativa, la prova di pressione può essere seguita con aria compressa o rivelatore di perdite. Mescolare l antigelo con acqua prima del riempimento

80 COMPONENTI CIRCUITO SOLARE

81 COMPONENTI CIRCUITO SOLARE LINEE DEL CIRCUITO Le tubazioni del circuito solare devono resistere a temperatura fino a 180 C e 6 bar. Utilizzare SOLO tubazioni in Rame con saldature a brasatura forte Acciaio inox NON è possibile utilizzare tubazioni in: Multistrato Plastica Tubi e raccordi zincati NON USARE metalli differenti per evitare corrosioni di tipo galvanico

82 COMPONENTI CIRCUITO SOLARE ISOLAMENTO DELLE TUBAZIONI Deve resistere a temperature fino a 180 C Nei tratti esposti resistere ai raggi u.v., alle intemperie e agli animali Spessore isolamento. Con tubi di rame fino a Ø 18 mm: 30 mm, oltre Ø 18 mm: 40 mm minimo / diametro esterno tubo UTILIZZARE Lana di roccia protetta con nastro in alluminio Caucciù resistente ai raggi u.v. Armaflex H.T. No isolamento standard in caucciù

83 PROGETTAZIONE - VASO ESPANSIONE Assorbire le variazioni di volume del fluido durante il funzionamento, anche in caso di evaporazione del fluido Evitare l apertura della valvola di sicurezza con perdita di fluido termovettore La membrana del vaso espansione deve essere resistente al glicole (ad esempio in EPDM), Calcolo teorico del volume del vaso Vn= ((Vcxe)+Vp) x 1.1 x ((Pf +1)/(Pf-Pi) Vn= Volume nominale vaso espansione in litri Vc= Contenuto fluido solare nel circuito Vp= Volume di vapore (volume contenuto collettori) e= Coeff. di dilatazione (0.07 acqua+glicole a 80 ) Pf= Pressione finale in bar Pi= pressione iniziale in bar 18 litri 24 litri 35 litri 50 litri 100 litri 300 litri

84 COMPONENTI CIRCUITO SOLARE PREVASO SOLARE Nel caso di vicinanza del campo collettori al vaso espansione è buona norma installare un PREVASO solare o cisterna ausiliaria. Serve per proteggere la membrana del vaso di espansione da temperature eccessivamente elevate. Si tratta di una cisterna da posizionare verticalmente, dotata di un ingresso nella parte alta e di un uscita al vaso di espansione nella parte bassa. H= 10/15 D

85 PROGETTAZIONE - PRESSIONE IMPIANTO Impostazione pressioni circuito solare CONSIGLIATO Pi (iniziale) = colonna d acqua ,5 bar 3 bar Pf (finale) = non oltre 5,4 bar 5,4 bar Pvs (valvola sicurezza) 6 bar Pve (precarica vaso espansione) = Pi - 0,5 bar 2,5 bar

86 PROGETTAZIONE - CALCOLO PORTATA Dimensionamento linee solare La portata nominale del fluido termovettore si calcola in 30 l/h*m2 di superficie solare per piccoli impianti (HI FLOW) 15 l/h*m2 di superficie solare per grandi impianti (LOW FLOW) N collettori PORTATA 30 l/h mq Perdite di carico lineari PORTATA 15 l/h mq Perdite di carico lineari Collettori per serie Q Ø esterno e spessore tubo in rame Q Ø esterno e spessore tubo in rame (l/h) (mm) mbar/m (l/h) (mm) mbar/m x 1 0, x 1 0, x 1 0, x 1 0, x 1, x 1 0, x 1,5 0, x 1,25 0, x 2 0, x 1,5 0,6

87 COLLEGAMENTO IDRAULICO

88 COMPONENTI CIRCUITO SOLARE REGOLATORE DI PORTATA In caso di più stringhe di collettori, è necessario bilanciare le portate di ciascuna stringa per un funzionamento omogeneo del sistema

89 PROGETTAZIONE - OMBREGGIAMENTO Ombreggiamento In caso di installazione su tetto piano e collettori in batterie, è necessario valutare una distanza minima da tenere tra una fila e l altra. PALERMO 38,11 4,20 mt ROMA 41,91 4,70 mt MILANO 45,47 5,30 mt

90 COMPONENTI CIRCUITO SOLARE LA VALVOLA DI SICUREZZA deve avere una sezione minima in ingresso variabile in funzione delle superfici captanti e deve essere opportunamente collegata ad un recipiente di scarico. SEZIONE INGRESSO VALVOLA SIC. DN 15 DN 20 CAPACITÀ IMPIANTO (l) POTENZA MASSIMA (kw) fino a da 200 a GLICOLE. L utilizzo della miscela con glicole garantisce: Protezione antigelo. Protezione alla corrosione dei tubi. Innalzamento del punto di evaporazione del fluido termovettore. Premiscelare acqua e glicole propilenico al 40% per tenuta fino a -21 C con densità di 1,037 kg/dm³, punto di evaporazone 140 C a 3 bar

91 COMPONENTI CIRCUITO SOLARE SFIATO DELL ARIA Va istallato nella parte più alta del circuito all uscita dei collettori (mandata). Deve avere l apertura manuale (gli sfiati tipo jolly permettono l ingresso di aria con basse temperature del fluido)

92 COMPONENTI CIRCUITO SOLARE SONDA DI TEMPERATURA La sonda di temperatura della centralina deve essere inserita nell apposito pozzetto del collettore solare e nel bollitore. Per il collegamento elettrico tenere conto che: Il sensore al collettore solare deve avere caratteristiche di temperatura fino a 250 C. I capicorda della sonda devono essere giuntati tramite saldatura a stagno ed opportunamente isolati. Il cavo deve scorrere in canalina dedicata (no insieme 230 Vac) La sezione del cavo deve essere pari a 0,75 per fino a 50 m e 1,5 mmq fino a 100 m lineari. Utilizzare del grasso al silicone.

93 COMPONENTI CIRCUITO SOLARE PROTEZIONE ANTIFULMINE Le tubazioni del circuito solare devono essere collegate mediante un conduttore di almeno 16 mm2 Cu (H07 V-U o R) con la barra principale di compensazione del potenziale. Se è già installato un parafulmine, i collettori possono essere integrati nell impianto già esistente. Altrimenti è possibile eseguire la messa a terra con un cavo di massa interrato.

94 BOLLITORI SOLARI Utilizzati per l integrazione di A.C.S. nell autonomo, centralizzato di varia grandezza, ed hotel. Doppia serpentina (solare e caldaia). Doppia vetrificazione (norma DIN 4753). Anodo al magnesio anticorrosione. - IDRA MS IDRA DS IDRA DS IDRA DS IDRA DS IDRA DS IDRA DS IDRA DS IDRA DS IDRA DS 3000 Rapporto superficie scambiatore/collettori solari = 1 : 5 IDONEI A CONTENERE ACQUA IGENICA SANTARIA

95 SCHEMA SOLARE CON IDRA DS

96 SCHEMA SOLARE CON IDRA DS

97 PROGETTAZIONE - ANTI LEGIONELLA ANTI LEGIONELLA I trattamenti delle acque sono previsti per soddisfare gli obiettivi di: Igienicità Eliminazione depositi e incrostazioni Corrosioni. E buona norma effettuare cicli di disinfezione anti-legionella su accumuli di acqua sanitaria, il batterio diventa attivo e si sviluppa in ambienti in cui l acqua ristagna ad una temperatura tra i 25 C e 40 C, e può essere eliminato portando la temperatura dell accumulo oltre i 65 C almeno una volta a settimana per un tempo prest abilito. Questo implica notevole spreco di energie da riscaldatori esterni. Utilizzando scambiatori a piastre (moduli ACS 35 e 60 l/min) tra l accumulo e l utenza è possibile non effettuare cicli anti-legionella perché l acqua contenuta nell accumulo non è sanitaria.

98 ACCUMULO INERZIALE COMBINATO Accumulo inerziale + bollitore per A.C.S. immerso nell accumulo. Utilizzati per l integrazione di A.C.S. e RISCALDAMENTO bassa temperatura, nell autonomo. Mono serpentina (impianto solare). La caldaia scambia direttamente nella parte superiore dell accumulo inerziale. Anodo al magnesio anticorrosione. - STOR C 800 (240 ACS) - STOR C 1000 (285 ACS) RIS C Rapporto superficie scambiatore/collettori solari = 1 : 5 IDONEI ALLO STOCCAGGIO DI ACQUA SANITARIA e INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO

99 SCHEMA STOR C

100 ACCUMULO INERZIALE COMBINATO Accumulatore inerziale di calore dotato di 9 attacchi per ingressi ed uscite dei flussi. Utilizzati in impianti per l integrazione A.C.S. centralizzata di varia grandezza, ed hotel, impianto misti per integrazione ACS e riscaldamento e per processi industriali. Mono serpentina (impianto solare). La caldaia scambia direttamente nella parte superiore dell accumulo inerziale. - STOR M STOR STOR M STOR STOR 2000 NON IDONEI ALLO STOCCAGGIO DI ACQUA SANITARIA RIS C

101 MODULO SANITARIO ACS STS 50 STS 200 per 50 mq di pannelli per 200 mq di pannelli Gruppo di scambio termico Circolatore/i Scambiatore a piastre Centralina di controllo con sonde Consegnati premontati ACS 35 ACS 150 ACS 225 produzione di 35 litri/min produzione di 150 litri/min produzione di 225 litri/min PER DETERMINARE LA TAGLIA DELLO SCAMBIATORE FARE RIFERIMENTO A NORMATIVA UNI 9182

102 PROGETTAZIONE - NORMATIVA UNI 9182 CONTEMPORANEITA NEI CONSUMI Negli impianti solari centralizzati con più utenze è fondamentale determinate l effettivo fabbisogno di A.C.S. e stimare la contemporaneità di persone che utilizzeranno l acqua nello stesso momento. La normativa UNI EN 9182 fornisce valori di contemporaneità al variare delle unità abitative. Questo dato è di particolare importanza per il dimensionamento di scambiatori a piastre sanitari o accumuli sanitari. Es. Condominio di 100 appartamenti con bagno-doccia Portata totale 100 * 9 l/min = 900 l/min Portata contemporanea = 900 l/min * 28% = 252 l/min

103 SCHEMA CON STOR

104 SCHEMA CON STOR M

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106 SISTEMI FK-SOL COLLETTORI PIANI SC-F25 E BOLLITORI IDRA DS FI - n collettori piani SC-F 25 - Bollitore IDRA DS FI e IDRA MS litri - Gruppo idraulico M/R - Centralina solare SUN B - Vaso d espansione da litri - kit tubo flex per vaso espansione - Raccordi idraulici - Glicole kg - Valvola miscelatrice termostatica FK-SOL 150 (cod /53) ACCESSORI da inserire in ordine Staffe per tetto PIANO Staffe per tetto INCLINATO / SOTTOTEGOLE / INCASSO Degasatore FK-SOL 200 (cod /54) FK-SOL 300 (cod /55) FK-SOL 400 (cod /56) FK-SOL 500 (cod /57)

107 SISTEMI FK-SOL COLLETTORI PIANI SC-F20 E BOLLITORI IDRA DS FI - n collettori piani SC-F 25 - Bollitore IDRA DS FI e IDRA MS litri - Gruppo idraulico M/R - Centralina solare SUN B - Vaso d espansione da litri - kit tubo flex per vaso espansione - Raccordi idraulici - Glicole kg - Valvola miscelatrice termostatica F-SOL/ (cod ) ACCESSORI da inserire in ordine Staffe per tetto PIANO Staffe per tetto INCLINATO / SOTTOTEGOLE Degasatore F-SOL/ (cod ) F-SOL/ (cod ) F-SOL/ (cod ) F-SOL/ (cod )

108 FK-SOL INCASSO COLLETTORI INCASSO E BOLLITORI IDRA DS FI - n collettori Incasso SCI-25 - Bollitore IDRA DS FI doppia serpentina litri - Gruppo idraulico M/R - Centralina solare SUN B - Vaso d espansione da litri - kit tubo flex per vaso espansione - Raccordi idraulici - Glicole kg - Valvola miscelatrice termostatica ACCESSORI da inserire in ordine Kit converse ( su 1 o 2 file) F-SOL 150/1 INCASSO (cod ) F-SOL 200/1 INCASSO (cod ) F-SOL 300/2 INCASSO (cod ) F-SOL 400/3 INCASSO (cod ) F-SOL 500/4 INCASSO (cod )

109 SCHEMI DI IMPIANTO SOLARE

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112 30 - SOLAR BOX

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120 Istruzioni per la messa in servizio e la manutenzione impianti solari

121 Messa in servizio Prima della messa in servizio e durante i periodi di non utilizzo, è NECESSARIO coprire la superficie captante dei collettori. È possibile utilizzare: FALDE DI CARTONE + TELI DI NYLON/CELLOPHANE

122 Messa in servizio LAVAGGIO IMPIANTO Se presenti tubazioni in rame saldobrasate è fondamentale lavare l impianto per eliminare i residui di saldatura che nel tempo abbassano l efficienza di scambio e scatenano fenomeni corrosivi. Ruotare in senso orario le maniglie della valvole (M) e (R) chiudere il regolatore di portata (V) aprire i rubinetti A e B fare entrare acqua da A

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