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1 Solare termico _Envipark_SolareTermico_01.indd 1 29/01/

2 Il solare termico Cos è il solare termico Un impianto solare termico utilizza la radiazione solare per riscaldare acqua, che può essere utilizzata sia per usi sanitari che per il riscaldamento degli ambienti. Il componente che cattura la radiazione solare viene denominato collettore solare e può essere ad acqua, ad aria, sottovuoto o a concentrazione. I più diffusi sono i collettori solari termici ad acqua impiegati per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS); la loro tecnologia è matura ed affidabile, possono avere, se adeguatamente mantenuti, una vita utile di oltre 20 anni, e tempi di ritorno dell investimento relativamente brevi. L energia necessaria per la preparazione di acqua calda in un abitazione privata è di circa 1000 kwh per persona all anno. Un impianto solare standard consente di risparmiare dal 40% al 70% dell energia necessaria per la preparazione di acqua calda e dal 15 al 40% per il riscaldamento. Per le latitudini e le condizioni meteorologiche del centro-nord Italia occorre circa 1 m² a persona per soddisfare il fabbisogno di acqua calda sanitaria. Per le restanti regioni invece, grazie alle condizioni meteorologiche più vantaggiose, la superficie necessaria si riduce. Nelle zone montane correttamente esposte, e la radiazione solare incidente sul collettore è superiore a quella registrata in pianura. Per poterne trarre vantaggio è però necessario adottare le tecnologie di collettore adatte a ridurne le perdite dovute alla minor temperatura esterna e all effetto del vento. A livello di costi, un impianto dimensionato per coprire il 60% del fabbisogno di acqua calda sanitaria di una famiglia media di 4 persone, ha un prezzo di mercato tra i e i Si può beneficiare di incentivi o di detrazioni IRPEF in realzione alle misure previste dalla legislazione nazionale o regionale _Envipark_SolareTermico_01.indd 2 29/01/

3 Consigli Utili Nel dimensionare un impianto per l acqua calda sanitaria, verificate prima le possibili riduzioni di consumo (*), consumando meno acqua calda, l impianto potrà essere più piccolo e costare meno; Quando si collega un impianto solare al sistema di riscaldamento e produzione di acqua calda tradizionale, bisogna verificare che quest ultimo sia in buone condizioni e abbia caratteristiche idonee per l integrazione solare; E importante stimare correttamente il fabbisogno di acqua calda richiesto nei vari periodi dell anno per dimensionare correttamente l impianto e ottenere il massimo risultato. Se si tratta di un impianto di grandi dimensioni, in assenza di misurazioni pregresse, è opportuno verificare la quantità di acqua calda in uscita dai boiler durante il periodo estivo, prima di procedere al dimensionamento; Tanto un impianto sottodimensionato che uno sovradimensionato hanno tempi di ritorno superiori a quelli ottimali. Inoltre, una eccessiva produzione di acqua calda durante il periodo estivo può portare l impianto in ebollizione e creare malfunzionamenti; Generalmente un impianto solare termico può coprire dal 40% al 70% del fabbisogno annuo di acqua calda sanitaria. Valori di copertura superiori al 70% devono essere valutati attentamente sul piano della convenienza economica. La legge nazionale, sugli edifici di nuova costruzione impone il 50% di copertura; I sistemi di grandi dimensioni sono molto adatti ad alberghi, case di cura, ecc., in quanto hanno costi decisamente minori rispetto ai sistemi individuali, in queste strutture il costo della produzione dell acqua calda è considerevole; Anche sui condomini è conveniente installare sistemi collettivi di captazione. In questi casi è però opportuno installare i contatori volumetrici individuati in ciascun alloggio; E consigliabile inserire i collettori sulla falda del tetto. La riduzione dell efficienza del collettore è quasi sempre accettabile per falde orientate fino a ± 40 rispetto al Sud; E opportuno utilizzare collettori solari con garanzia scritta del costruttore di almeno 10 anni; E opportuno utilizzare boiler con garanzia scritta del costruttore di almeno 5 anni; E opportuno fare effettuare sempre un controllo annuale dell impianto da parte dell installatore, per evitare sprechi e prevenire malfunzionamenti; Se possibile sottoscrivete un contratto di manutenzione annuale dell impianto, a costi definiti, della durata di almeno 5 anni; Collegando la lavatrice direttamente all impianto solare o a quello termico attraverso un miscelatore con regolazione termostatica, è possibile ridurre notevolmente la quantità di energia elettrica consumata per il riscaldamento dell acqua di lavaggio. (*) ad esempio adottando i gli aeratori (detti anche riduttori di flusso) sui rubinetti dei lavandini, dei lavelli e delle docce, che sono dispositivi che permettono di ridurre fino al 50% il consumo di acqua fredda e calda, senza effetti negativi percepibili da chi li utilizza _Envipark_SolareTermico_01.indd 1 29/01/

4 Le applicazioni del solare termico Le principali applicazioni civili nelle quali viene utilizzata l energia solare per produrre energia termica sono: la produzione di acqua calda per usi sanitari, riscaldamento e preriscaldamento acqua di processo (fino a C). Questa è l applicazione finora più sfruttata in tutti i settori: residenziale, terziario e produttivo, anche se il potenziale di applicazione è ancora lontano dall essere raggiunto; il pre-riscaldamento dell aria per la ventilazione degli ambienti o l essiccazione di prodotti mediante impianti a collettori piani ad aria. E una delle applicazioni più interessanti e che finora ha avuto meno fortuna, pur essendo una tecnologia affidabile e di facile applicazione; il raffrescamento e il condizionamento estivo degli edifici, utilizzando impianti a collettori sottovuoto o a concentrazione. Questo tipo di tecnologia è in fase di transizione dalla sperimentazione alle applicazioni commerciali; la fornitura di calore di processo a bassa e media tem- peratura (fino a 250 C), con impianti a collettori sottovuoto o a concentrazione. Le tecnologie Il solare termico a bassa temperatura è caratterizzato da tre tipologie di collettori: 1) collettori non vetrati in materiale plastico, 2) collettori piani vetrati, 3) collettori sottovuoto. 1) I collettori non vetrati I collettori non vetrati hanno un funzionamento simile a quello del tubo per l irrigazione del giardino lasciato al sole durante l estate: sono infatti costituiti da un unico elemento che funziona da assorbitore della radiazione solare e trasporto dell acqua. Sono generalmente in materiale plastico o gomma di colore nero, generalmente polipropilene (PP) o caucciù sintetico (EPDM), e hanno costi decisamente più bassi, rispetto ad altre tipologie. Sono indicati in zone con elevato irraggiamento solare e per impianti concepiti per utilizzo prevalentemente estivo (campeggi e residenze di villeggiatura estiva), in quanto l assenza di copertura vetrata del pannello comporta perdite per convezione troppo elevate in presenza di basse temperature esterne. Per contro, essendo costituiti di materiale flessibile, sono facilmente riponibili e non temono il gelo. Sono particolarmente adatti per le piscine, che richiedono una temperature dell acqua tra i 22 ed i 28 ºC e non necessitano di sistema di accumulo in quanto è la piscina stessa che funge da accumulo termico. L acqua calda sanitaria che viene utilizzata è la stessa che attraversa il collettore, pertanto tali impianti non richiede scambiatori di calore _Envipark_SolareTermico_01.indd 2 29/01/

5 2) I collettori piani vetrati Sono certamente i più conosciuti. Proteggendo l elemento assorbitore con un vetro nella parte superiore irraggiata dal sole e con del materiale isolante nella parte inferiore, si migliora notevolmente il suo rendimento, ma se ne aumentano il peso, i problemi e, ovviamente, i costi. I componenti principali dei collettori vetrati sono: l assorbitore, la protezione trasparente dello stesso, l isolante termico e il telaio che contiene il tutto. L elemento principale del pannello è l assorbitore, generalmente costituito da un elemento metallico dotato di buona conducibilità termica (rame, alluminio ma anche acciaio inox), al fine di trasmettere con la maggior efficienza il calore al liquido. Nella maggior parte dei collettori vengono impiegati assorbitori dotati di una apposita superficie selettiva, che ha un alto grado di assorbimento (fino al 95%) della lunghezza d onda della radiazione solare. Per ridurre le dispersioni termiche e per migliorare il rendimento del collettore, l assorbitore viene ricoperto da una copertura trasparente frontale, i cui principali requisiti devono essere: la trasparenza alle lunghezze d onda tipiche della radiazione solare l opacità rispetto alla radiazione infrarossa I materiali di cui può essere costituita la copertura trasparente sono: 1) Vetro singolo (ottima trasparenza ma non blocca le perdite per convezione) 2) Vetro doppio (diminuisce la trasparenza ma aumenta la capacitàdi isolamento termico) 3) Policarbonato alveolare (leggero, resistente, con minori perdite per convezione del vetro singolo ma meno trasparente e con ciclo di vita più breve rispetto al vetro). Sul retro e lateralmente la piastra captante viene adeguatamente coibentata con materiale isolante, costituito solitamente da poliuretano, lana di poliestere, lana di vetro o lana di roccia. E importante preservare l isolante dall umidità utilizzando materiali a celle chiuse, o fogli di alluminio aggiuntivo che fermano la condensa e riflettono il calore verso la piastra). La scatola di contenimento conferisce compattezza e solidità meccanica al collettore e proteggere gli elementi interni dalla sporcizia e dagli agenti atmosferici; i materiali più utilizzati sono l acciaio (normalmente zincato e pre-trattato), l acciaio inossidabile, l alluminio anodizzato e, più raramente, il vetro resina _Envipark_SolareTermico_01.indd 3 29/01/

6 3) I collettori sottovuoto Nei collettori sottovuoto, ogni striscia di materiale assorbente è inserita in un tubo di vetro in cui è stato creato il vuoto, ottenendo così un ottima coibentazione che consente di raggiungere temperature adatte anche a processi industriali. I collettori sottovuoto sono particolarmente indicati per l utilizzo in zone a clima freddo e/o ventoso. Il principio fondamentale sul quale si basa il collettore sottovuoto è la considerazione che l aria all interno dell intercapedine del collettore vetrato tradizionale riduce comunque le prestazioni del collettore standard a causa delle perdite per convezione. Aspirarne l aria risulterebbe tuttavia troppo complesso e costoso oltre a non poter garantire per tempi lunghi il sottovuoto. Per risolvere tale problema sono stati concepiti dei particolari collettori con differente geometria e modalità di funzionamento: si tratta di pannelli costituiti da una serie di tubi sottovuoto in vetro che funzionano come un thermos per conservare al caldo le bevande. Ognuno dei tubi contiene un proprio assorbitore (generalmente una lastra metallica) che capta l energia solare e la trasferisce sottoforma di calore ad un fluido che scorre a contatto con la piastra. Grazie al sottovuoto, le perdite di calore sono molto basse e i fluidi possono raggiungere temperature superiori ai 100 C. Per questa ragione tali collettori vengono spesso utilizzati per il riscaldamento ambiente (specie con sistemi a pannelli radianti). La loro elevata efficienza consente infatti di ottenere buone prestazioni anche in caso di irraggiamento scarso e basse temperature, condizione questa che può spesso verificarsi nel periodo invernale. In alcune tipologie di collettori sottovuoto, al fine di incrementare ulteriormente il rendimento recuperando la quotaparte di energia solare dispersa negli spazi tra i singoli tubi, è inserita, posteriormente ad essi, una superficie riflettente (CPC Compound Parabolic Concentrator) che concentra la radiazione diretta e diffusa sulla superficie assorbente del pannello. Analogamente agli impianti standard anche quelli con pannelli sottovuoto possono essere sia a circolazione naturale che forzata. I collettori sottovuoto hanno costi superiori rispetto ai pannelli standard, che devono essere attentamente considerati al momento della valutazione complessiva del progetto. Principio di funzionamento e tipologia Ogni tubo, assieme alla piastra assorbente a cui è connesso, costituisce una specie di micro collettore piano. Il fluido termovettore, scorrendo lungo sottili tubi ad U a contatto con la piastra, si riscalda _Envipark_SolareTermico_01.indd 4 29/01/

7 Semplificando lo schema possiamo dire che si tratta di un tubo di rame saldato con tutta una serie di altri tubi ad U che vengono poi raccolti dal tubo in uscita. Il fluido termovettore è contenuto all interno di un unico tubo chiuso (heatpipe) che ricevendo calore dall irraggiamento solare sale verso l estremità superiore (bulbo), sede dello scambio termico, con un tubo collettore contenente un secondo fluido che assorbe il calore di condensazione e si riscalda. La cessione di energia avviene per condensazione (molto efficiente). Il condensato rifluisce per gravità verso la zona evaporativa lambendo la superficie interna del tubo. Per un corretto funzionamento è necessario inclinare il collettore rispetto al piano orizzontale. In base alla tipologia ed alla conformazione della piastra possiamo distinguere diverse tipologie: 1a) a piastra cilindrica che aderisce perfettamente al tubo di vetro più piccolo: il vuoto è creato nell intercapedine tra i due cilindri di vetro. 1b) a lamina: in questo caso l elemento in cui viene realizzato il vuoto è l intero cilindro entro cui sono contenuti piastra e tubi 2) I collettori sottovuoto con tecnologia heat-pipe I collettori Heat-pipe che letteralmente significa tubo di calore, sono particolari tubi sottovuoto in cui la superficie assorbente è saldata ad un tubo chiuso alle due estremità entro cui circola il fluido termovettore. Le configurazioni tra i tubi sottovuoto ed il condotto secondario sono molteplici. Esistono impianti a bulbo umido nei quali ciascun bulbo è immerso direttamente nel fluido; questo sistema da un lato ottimizza lo scambio, dall altro può creare problemi; in caso di malfunzionamento infatti occorre bloccare l impianto, svuotare i circuiti e riparate o sostituire le parti malfunzionanti. In quelli a bulbo secco, invece, i tubi sottovuoto non sono a diretto contatto col fluido secondario ma sono incastrati in una sorta di cappuccetto a contatto col fluido; con questo sistema in caso di malfunzionamento di uno dei tubi lo si può staccare e riparare o sostituire senza pregiudicare il funzionamento dell intero pannello che continuerà funzionare _Envipark_SolareTermico_01.indd 5 29/01/

8 3) I collettori sottovuoto a piastra depositata Mentre nelle tipologie precedenti la piastra viene inserita all interno dei tubi concentrici, in questo caso la piastra è depositata all esterno del cilindro di vetro interno. L elemento captante è cilindrico, depositato sulla superficie esterna del tubo interno sotto forma di vapori di alluminio o altri metalli. Ci possono essere diverse soluzioni per il trasferimento del calore al fluido secondario analoghi a quelli del sistema heat-pipe. Con questa tipologia si ha la possibilità di configurare un sistema ad accumulo integrato, in cui si ha il riempimento diretto del tubo interno con l acqua destinata all utenza. L accumulo in questo caso può essere all interno del corpo collettore stesso. I collettori sotto vuoto, pur avendo costo decisamente maggiore rispetto a quelli tradizionali piani, sono convenienti nei casi in cui sia necessario o auspicabile ottenere prestazioni migliori in termini di temperatura dell acqua calda in uscita o di resa durante il periodo invernale, ad esempio in località fredde e ventose, dove l energia ceduta dal collettore verso l esterno danneggia eccessivamente la resa del sistema. Sono pertanto particolarmente indicati per gli impianti di integrazione del riscaldamento invernale, avendo cura di controllare che non risultino sovradimensionati per il periodo estivo. Questo rischio può essere ridotto per gli impianti installati a quote elevate in cui l impianto di riscaldamento è utilizzato anche in estate. Producendo acqua calda a temperature prossime o superiori ai 100 C, possono integrarsi inoltre con i sistemi di raffrescamento ad assorbimento. La circolazione del fluido In base al tipo di circolazione del fluido termovettore, si possono avere: a) sistemi aperti, in cui il fluido che circola all interno del collettore è l acqua sanitaria che, raggiunta la temperatura richiesta, arriva all utenza. I vantaggi di tale sistema sono: semplicità di circuito; maggior efficienza dovuta all assenza di scambiatori. Tra gli svantaggi ed i problemi di questa tipologia di impianti possiamo invece menzionare : il pericolo di congelamento, con temperatura esterna prossima allo 0 C: in questo caso, l aumento di volume dell acqua che solidifica, può danneggiare in maniera irreversibile le tubazioni interne al collettore. Per impedire che ciò avvenga è necessario svuotare il collettore nelle ore notturne o operare un ricircolo di acqua calda nei collettori durante la notte (soluzioni ormai abbandonata). La deposizione di calcare: fenomeno che, superati i C, cresce al crescere della temperatura, specialmente nel caso di acqua in scorrimento. I sali di calcio e magnesio solubili in acqua precipitano sotto forma di carbonati e si depositano sulle pareti delle tubazioni, formando un isolante che rende via via meno efficace il trasferimento di calore al fluido termovettore incrementando le perdite di carico nel circuito idraulico fino all ostruzione completa delle tubazioni _Envipark_SolareTermico_01.indd 6 29/01/

9 b) sistemi chiusi, in cui si evidenziano due circuiti perfettamente separati, uno per il fluido termovettore (circuito primario) e l altro per l acqua sanitaria da riscaldare (circuito secondario ACS). Il fluido termovettore non essendo utilizzato direttamente dall utenza può essere miscelato con antigelo e, come base, può utilizzare acqua con durezza controllata, evitando incrostazioni. Chiaramente un impianto chiuso presuppone una complessità di circuito superiore ed una minore efficienza del sistema derivante dalla presenza di uno scambiatore per l ulteriore passaggio termico tra circuito primario e secondario. Gli scambiatori utilizzati necessitano di ampie superfici di scambio dovendo lavorare anche con piccoli salti termici Le tipologie più diffuse in questo ambito sono: a serpentino immerso a tubi lisci o corrugati, per piccoli impianti come quelli di case unifamiliari; a fascio tubero o a piastra utilizzato generalmente per impianti di grandi dimensioni; ad intercapedine utilizzati negli impianti a circolazione naturale. Il serbatoio Un altro elemento fondamentale dell impianto è il serbatoio. Il serbatoio ha la funzione di stoccare l acqua riscaldata e renderla disponibile al momento della necessità, compensando così la possibile differenza temporale tra la presenza dell irraggiamento solare e l utilizzo dell ACS. Se da un lato però serbatoi con volume elevati permettono di superare periodi anche prolungati di mancato soleggiamento, dall altro eccessive dimensioni in rapporto alla superficie captante, si traducono maggiori dispersioni. Solitamente il volume del serbatoio è dimensionato considerando una capacità tra 50 e 70 l per ogni m² di superficie di collettore piano installata. All interno del serbatoio avviene il fenomeno della stratificazione termica, per cui l acqua a temperatura più alta, dotata di minor peso specifico, viene a trovarsi nella parte superiore, mentre quella più fredda ne occupa quella inferiore. Tutta la progettazione dei sistemi ad accumulo deve tenere conto di questo fenomeno semplice ma importante. Ne consegue che il prelievo di acqua sanitaria è posto generalmente nella parte superiore dell accumulo, così da ottenere sempre la massima temperatura per l utenza, mentre il flusso verso il collettore avviene sempre dalla parte inferiore, più fredda. La parte superiore del serbatoio, che contiene l acqua calda da tenere sempre in temperatura per l utilizzo, può essere riscaldata da uno scambiatore di calore collegato ad una caldaia di backup. Il riscaldamento ausiliario viene azionato attraverso un termostato solo nel caso in cui all interno dell accumulo la temperatura dell acqua scende al di sotto della temperatura desiderata. E importante che il serbatoio di accumulo sia adeguatamente coibentato per ridurre al minimo le perdite di calore e consentire lo sfruttamento di tutta l energia proveniente dal collettore, anche quando tra produzione e utilizzo trascorrono alcuni giorni _Envipark_SolareTermico_01.indd 7 29/01/

10 Il sistema di circolazione In base al sistema di circolazione del fluido tra serbatoio e collettore potremo avere 3 tipologie d impianto: 1) sistemi a circolazione naturale, in cui la dinamica del fluido all interno del collettore si auto-regola grazie all innescarsi di moti convettivi spontanei; in questo caso la circolazione tra collettore e serbatoio di accumulo si ha per il principio di gravità, senza la necessità di energia addizionale, ( sistema detto a termosifone ). Il serbatoio di accumulo deve essere in posizione sopraelevata rispetto al collettore. Il fluido nel collettore, scaldandosi, riduce la sua densità e tende spontaneamente a salire verso l accumulo, facendo posto al fluido più freddo prelevato a sua volta dalla parte inferiore dell accumulo stesso. Si instaura in questo modo una circolazione naturale tra i due componenti dell impianto. Gli impianti a circolazione naturale vengono generalmente commercializzati in unità preassemblate su una struttura di supporto. Il riscaldamento ausiliario può essere ottenuto mediante una resistenza elettrica o uno scambiatore di calore inseriti nella parte superiore del serbatoio, oppure collegandone l uscita ad un sistema secondario alimentato da una caldaia. 2) sistemi a circolazione forzata, in cui si rende necessario l inserimento di un sistema automatico per la regolazione del flusso del fluido. Gli elementi aggiuntivi necessari, rispetto al sistema a circolazione naturale sono: una pompa di circolazione (o circolatore) che movimenti il fluido nel giusto verso; una valvola di non ritorno che non permetta, in nessun caso, l inversione della circolazione; una centralina di controllo. Quando la temperatura all interno del collettore è superiore alla temperatura di riferimento dell accumulo, la pompa di circolazione trasporta, attraverso il circuito primario, l acqua al serbatoio di accumulo. Uno scambiatore di calore provvede poi a trasferire il calore all acqua sanitaria. In questo caso, la posizione del serbatoio non è più vincolata rispetto a quella del collettore, se non dall opportunità di contenere al minimo la lunghezza delle tubazioni dell acqua calda, per limitarne le dispersioni. L impianto a circolazione forzata è indispensabile per _Envipark_SolareTermico_01.indd 8 29/01/

11 impianti di dimensioni elevate, come gli impianti centralizzati condominiali, quando il numero di collettori può rendere impossibile un carico delle strutture di copertura con accumuli di grande dimensione. Gli impianti combinati Gli impianti combinati consentono di utilizzare l energia solare sia per il riscaldamento di ambienti che per la preparazione di acqua calda anche se l irraggiamento durante la stagione invernale è modesto. L uso di impianti combinati è consigliabile nei casi in cui siano già stati realizzati interventi di efficientazione energetica sull involucro (es. adeguata coibentazione termica di murature, copertura, solai, etc.), e si opti per un sistema di riscaldamento a bassa temperatura. Impianti solari ad aria I collettori solari ad aria rappresentano una tecnologia che, pur non essendo molto diffusa in Italia, può considerarsi a pieno titolo un utile soluzione per garantire buone 3) Sistemi ad accumulo integrato. Sono dei collettori nei quali il corpo nero assorbente è costituito da uno o più serbatoi di forma cilindrica o parallelepipeda al cui interno si riscalda direttamente l acqua che sarà poi utilizzata. Sono sistemi particolarmente convenienti in zone a clima mite, e consentono di abbassare i costi dell impianto. condizioni di comfort e un efficiente aiuto per la climatizzazione di edifici sia civili che industriali con differente destinazione d uso. In questa tipologia di collettori l aria, una volta riscaldata, raggiunge direttamente gli ambienti senza dover scambiare calore con altri fluidi, riducendo quindi le perdite. Tuttavia i collettori ad aria sono più penalizzati nello scambio termico rispetto a quelli che utilizzano vettori liquidi, perché il coefficiente di scambio dei gas è più basso. Hanno però il vantaggio di sfruttare tutta la radiazione solare disponibile, sia diretta che indiretta (funzionano, anche se con minor efficienza, anche con il cielo coperto o la nebbia). Inoltre, non essendoci liquidi in movimento, non presentano rischi di gelo o surriscaldamento e, basandosi su tecnologie proprie degli impianti di ventilazione e condizionamento, sono particolarmente affidabili e con bassi costi manutenzione _Envipark_SolareTermico_01.indd 9 29/01/

12 Anche in questa tipologia di impianti possiamo distinguere due categorie di collettori : 1. collettori solari ad aria senza vetro o pareti solari; 2. collettori solari ad aria vetrati. 1) collettori solari ad aria senza vetro Si tratta di sistemi a basso costo, ma che richiedono ampie superfici, utilizzati prevalentemente per la climatizzazione di grossi edifici (capannoni industriali, supermercati, palestre, etc.). Dal punto di vista costruttivo, sono simili ai collettori ad acqua non vetrati, ma con la superficie captante costituita da una parete microforata (opportunamente dimensionata) in lamiera di colore scuro, che può essere trattata con apposite pellicole per aumentarne il fattore di assorbimento della radiazione solare. Questi collettori sono solitamente utilizzati per rivestire le pareti esposte a sud, est e ovest (in quanto una deviazione massima di 45 rispetto all esposizione verso Sud ne riduce solo leggermente il rendimento energetico) degli edifici che si intende riscaldare o preriscaldare. Un ventilatore crea una depressione all interno del collettore, che aspira a sua volta l aria esterna attraverso i minuscoli fori posti sulla superficie. La lamiera esposta alla radiazione solare cede l energia captata all aria in ingresso dai mico-fori, scaldandola. L aria così riscaldata può essere convogliata nei diversi ambienti degli edifici, contribuendone al riscaldamento, oltre che alla ventilazione. Nei mesi estivi, a ventilatore spento, tale sistema può ridurre il surriscaldamento degli edifici impedendo alla radiazione solare di colpire direttamente la muratura perimetrale dell edificio e ingenerando un effetto camino che porta il calore verso l esterno. L aria, entra più fredda dai fori in basso e, attraverso moti convettivi naturali, fuoriesce da quelli più in alto, creando un flusso continuo (sorta di facciata ventilata) che contribuisce a ridurre il carico di temperatura sulla muratura. La figura mostra l efficienza del sistema in funzione della portata d aria (curve A,B,C,D,E) e della radiazione solare _Envipark_SolareTermico_01.indd 10 29/01/

13 In base alle diverse portate d aria (curve A, B, C, D, E) che attraversano il collettore, si avrà un aumento di temperatura dell aria, che crescerà in maniera proporzionale alla portata d aria ed alla radiazione solare. 2) collettori solari ad aria vetrati Analogamente ai collettori ad acqua, la protezione della superficie captante del collettore con un elemento trasparente ne aumenta considerevolmente il rendimento e le prestazioni, aumentandone però anche i costi. I sistemi vetrati sono comunque i più indicati nel campo residenziale, negli uffici e nelle scuole. L impianto solare ad aria rappresenta un efficace sistema di integrazione al riscaldamento di una abitazione, garantendo nel contempo un adeguato numero di ricambi d aria. Il sistema è in grado di funzionare anche con un basso livello di irraggiamento, immettendo nell edificio aria ad una temperatura prossima o superiore a quella ambiente. Di conseguenza, l energia richiesta per riscaldare l aria necessaria alla ventilazione viene ridotta o annullata del tutto, mentre quando la temperatura dell aria proveniente dai collettori è superiore ai 20 C, si ottiene una corrispondente riduzione dell energia richiesta all impianto termico per il riscaldamento vero e proprio degli ambienti. Per ragioni di comfort, la temperatura di ingresso dell aria in ambiente non deve essere inferiore ai 18 C e superiore a C. Per funzionare in modo continuativo, il sistema deve essere dotato quindi di batteria di post-riscaldamento e di un ingresso di aria esterna da miscelare eventualmente con quella in arrivo dai collettori. Integrati da uno scambiatore di calore aria/acqua, la quota di calore non utilizzata per il riscaldamento ambienti può essere utilizzata per il riscaldamento dell acqua calda sanitaria, ed essere così sfruttati durante tutto l anno. Le modalità di installazione ed il posizionamento dei pannelli sono molteplici; la loro collocazione dipende dal profilo di utilizzo e dalle caratteristiche dell edificio. In linea di massima, essendo un tale sistema ideale per le stagioni intermedie e per l inverno, periodo in cui il sole è più basso sull orizzonte, è consigliabile installare i pannelli in posizione verticale o comunque con inclinazioni comprese tra i 45 e i 60 ) così da massimizzarne il rendimento nei periodi di effettivo bisogno. In edifici con uno standard d isolamento buono (60-80 kwh/m2/anno), 1 m² di superficie di collettore ad aria esposto verso Sud consente di integrare efficacemente il riscaldamento di 15 m² di superficie abitativa, considerando un altezza media tra due solai di 2,5-2,8m, garantendo nel contempo una costante ventilazione meccanica degli ambienti durante tutta la stagione di riscaldamento. segue _Envipark_SolareTermico_01.indd 11 29/01/

14 Al crescere delle prestazioni energetiche dell involucro, aumenta l energia necessaria alla ventilazione. I collettori solari ad aria, pur ancora poco conosciuti, rappresentano una delle tecnologie più interessanti per lo sfruttamento delle fonti rinnovabili nel settore edilizio, permettendo di sfruttare l energia solare per il riscaldamento dell aria di ventilazione. Per le loro caratteristiche complessive sono utilizzabili in tutte le zone meglio esposte che ricevono una quantità di radiazione solare sufficiente ad essere sfruttata anche durante il semestre settembre/aprile. Sistemi solari ad aria integrati Esistono anche dei sistemi integrati totalmente autosufficienti dal punto di vista energetico; essi sono costituiti da pannelli solari ad aria che vengono integrati da uno o più pannelli fotovoltaici dimensionati per produrre l energia necessaria ad azionare il ventilatore. Poiché il sistema integrato funziona in modo totalmente indipendente dalla rete elettrica, questa potrà anche essere staccata nei periodi in cui la casa è inutilizza, azzerando così i consumi elettrici. Un pannello di caratteristiche medie con superficie da 1-1,5 mq riesce a convogliare in un ora metri cubi di aria riscaldata. L aria convogliata all interno degli ambienti è sempre riscaldata e può raggiungere valori di temperatura fino a 30 C maggiori rispetto a quelli della temperatura esterna. Sistemi solari a concentrazione Le tecnologie solari a concentrazione utilizzano la radiazione diretta del sole concentrandola tramite superfici specchiate in particolari punti geometrici in cui ottenere temperature operative medio alte. Impianti con collettori parabolici puntuali o a disco sono stati sviluppati in Germania, Stati Uniti, Israele e Australia. I continui studi e gli sforzi tecnologici fanno prevedere un rilancio applicativo di questa tecnologia sia per la generazione di energia elettrica, sia per la produzione di calore di processo per l industria nonché per la produzione di idrogeno puro tramite dissociazione dell acqua _Envipark_SolareTermico_01.indd 12 29/01/

15 L Agenzia per l Energia e l Ambiente della provincia di Teramo è nata nel 2003, nell ambito del Programma Europeo SAVE II, per iniziativa della Provincia di Teramo. Non ha fini di lucro, perciò gli eventuali avanzi di gestione non possono essere ridistribuiti ai soci, sotto qualsiasi forma, ma devono essere reimpiegati nelle attività di gestione e/o utilizzati per incrementare il patrimonio della società. L attività principale di AGENA è la gestione dell energia, attraverso l efficienza energetica, l uso razionale dell energia, la valorizzazione delle risorse energetiche locali e delle fonti energetiche rinnovabili. In particolare le attività di AGENA riguardano la pianificazione energetica, l informazione e l orientamento a favore dei consumatori, l applicazione di informazioni e di tecnologia, la diffusione dei risultati ottenuti. AGENA è affidataria, da parte della Provincia di Teramo, del Servizio Verifiche Impianti Termici con competenza su tutti i Comuni della provincia, fatta eccezione per la città di Teramo. AGENA ha finalità di interesse pubblico e mira a favorire lo sviluppo delle attività in campo energetico ed ambientale attraverso specifiche azioni di gestione e sviluppo di iniziative concrete, anche attraverso la partecipazione a Progetti Europei, in partenariato con altre Agenzie Energetiche. ENERGY21 è un progetto europeo riguardante lo sviluppo di una strategia per la sostenibilità energetica al fine di favorire la diffusione di Agenda 21 Locale, con particolare riferimento al settore dell energia. La definizione di una strategia europea per l energia concorre al raggiungimento dello sviluppo sostenibile in tutta Europa e permette di conseguire gli obiettivi di riduzione di emissione dei gas serra stabiliti dall Unione Europea. Gli obiettivi del progetto sono: consolidare il processo di Agenda 21 Locale; favorire il consumo e la produzione di energia sostenibile in Europa, per mezzo di azioni che spingano alla modifica delle abitudini quotidiane dei consumatori e dei produttori; promuovere la cooperazione tra i cittadini e l attiva partecipazione dei soggetti coinvolti nella generazione, gestione e consumo dell energia; collaborare per raggiungere la sostenibilità energetica, ambientale, sociale ed economica. La Provincia di Teramo è partner del progetto Energy21 e l Agenzia per l Energia e l Ambiente della provincia di Teramo è sub-contraente. Questa pubblicazione riguarda l azione Sensibilizzazione ed educazione della popolazione: variazione del comportamento delle persone riguardo l uso e il consumo dell energia convenzionale e rinnovabile, nell ambito del progetto Energy21. Sito web: _Envipark_SolareTermico_01.indd 13 29/01/

16 DOVE SIAMO Sede sociale, Direzione Generale, Amministrazione e Ufficio Tecnico Indirizzo: Viale Crispi, TERAMO Telefono e fax: info@agenateramo.it Orario degli Uffici: dal lunedì al venerdì dalle ore 8.30 alle ore e dalle ore alle ore Direzione Tecnica, Ufficio Servizio Verifiche Impianti Termici, Sportello utenti, Sportello Bollino Arancione Indirizzo: Via Badia 12/c TERAMO Telefono e Fax: Orario Sportello Utenti: Lunedì e Mercoledì dalle ore alle ore Martedì e Giovedì dalle ore alle (Sportello diretto e chiamate telefoniche) Orario Sportello Bollino Arancione per le Ditte di manutenzione: dal Lunedì al Venerdì dalle ore 9.00 alle ore e dalle ore alle ore graphic design _Envipark_SolareTermico_01.indd 14 29/01/