INDICE 1. Fondamenti................................................................................ 3 1.1 La radiazione del sole................................................................. 3 1.2 Tipologie e funzionamento dell impianto solare............................................ 3 Impianto a circolazione forzata........................................................ 3 Impianto a circolazione naturale....................................................... 4 1.3 Attuali varianti tecniche............................................................... 4 Energia solare termica e abitazioni private................................................ 4 Impianti solari di grande dimensione.................................................... 4 2. Dati Tecnici................................................................................ 5 2.1 Collettore.......................................................................... 5 Efficienza dei collettori............................................................... 6 2.2 Serbatoio........................................................................... 6 3. Progettazione.............................................................................. 7 3.1 Analisi del fabbisogno di acqua calda..................................................... 7 3.2 Dimensionamento della superficie dei collettori........................................... 8 3.3 Orientamento e inclinazione........................................................... 8 3.4 Ombreggiamento.................................................................... 9 3.5 Dimensionamento del serbatoio........................................................ 9 3.6 Scambiatori di calore del circuito solare.................................................. 9 3.7 Accoppiamento di collettori........................................................... 9 3.8 Circuito solare..................................................................... 11 3.8.1 Fluido termovettore.......................................................... 11 3.8.2 Portata del flusso............................................................ 11 3.8.3 Tubature................................................................... 12 3.8.4 Calcolo della perdita di pressione e scelta della pompa............................. 12 3.8.5 Pressione d esercizio, vaso d espansione e valvola di sicurezza........................ 12 3.9 Riscaldamento ambiente con la tecnologia solare termica.................................. 12 APPENDICE................................................................................ 16 A. Installazione di impianto solare a circolazione forzata............................................ 16 A.1 Istruzioni per il montaggio su tetto a falda............................................... 16 A.2 Istruzioni per il montaggio su tetto piano............................................... 20 A.3 Installazione elettrica e collegamento equipotenziale..................................... 21 B. Installazione di sistemi solari a circolazione naturale.............................................. 22 B.1 Montaggio su tetto a falda............................................................ 22 B.2 Istruzioni di montaggio su tetto piano.................................................. 25 B.3 Connessioni Idrauliche............................................................... 26 B.3.1-1 Collettore............................................................... 26 B.3.2-2 Collettori............................................................... 26 B.4 Integrazione elettrica............................................................... 28 B.5 Messa in esercizio del sistema solare................................................... 29 B.6 Svuotamento del circuito solare....................................................... 29 C. Manutenzione............................................................................ 29 C.1 Consigli per il cliente............................................................... 29 C.2 Disfunzioni e Rimedi................................................................ 30 C.3 Manutenzione..................................................................... 30 C.3.1 Controlli regolari............................................................ 30 C.3.2 Lavori sporadici di manutenzione............................................... 31 C.4 Sostituzione del anodo.............................................................. 31 D. Bibliografia............................................................................... 31 2 /
1. Fondamenti 1.1 La radiazione del sole La parte della radiazione del sole che incide sulla superficie terrestre sarebbe sufficiente a coprire 10.000 volte il fabbisogno di energia primaria di tutto il mondo. Per l utilizzo solare a scopo termico è interessante la somma della radiazione disponibile su tutto l anno. L Italia offre condizioni meteorologiche molto buone per l uso dell energia solare. Il valore di insolazione compreso tra 1200 e 1750 kwh/m2 all anno presenta una differenza tra nord e sud intorno al 40%, rimanendo in entrambi i casi maggiore del fabbisogno annuo pro capite di calore necessario per la preparazione di acqua calda residenziale. Circa il 75% della quantità di energia irradiata è da ascrivere al periodo estivo, vale a dire ai mesi da aprile a settembre. La somma della radiazione su una superficie qualsiasi dipende essenzialmente dal suo orientamento. La somma di radiazione massima si ottiene su una superficie orientata a sud con un angolo di inclinazione di circa 30. Una superficie con angolo di 45 con orientamento a sud-est o a sud-ovest registra una diminuzione della radiazione globale media annua inferiore al 5%. L angolo di inclinazione ottimale dipende, tuttavia anche dal tipo di impiego previsto. Per lo sfruttamento dell energia solare per il riscaldamento degli ambienti può essere vantaggiosa un inclinazione più ripida. 1.2 Tipologie e funzionamento dell impianto solare Esistono due tipi di impianti solari termici, l impianto a circolazione forzata e l impianto a circolazione naturale. Impianto a circolazione forzata Un impianto a circolazione forzata è formato da un collettore solare, connesso attraverso un circuito con un serbatoio localizzato nell edificio. All interno del circuito solare si trova acqua o un fluido termovettore antigelo. La pompa di circolazione del circuito solare è attivata da un regolatore differenziale di temperatura, quando la temperatura all interno del collettore è superiore alla temperatura di riferimento impostata nel serbatoio di accumulo. Il calore viene quindi trasportato al serbatoio di accumulo e ceduto all acqua sanitaria mediante uno scambiatore di calore. In estate l impianto solare INTERSOLAR copre il fabbisogno complessivo di energia per il riscaldamento dell acqua sanitaria, mentre in inverno e nei giorni con scarsa insolazione, tale impianto serve per il preriscaldamento dell acqua. La parte del serbatoio che contiene l acqua calda a pronta disposizione, cioè quella da tenere sempre in temperatura, può essere riscaldata da uno scambiatore di calore legato ad una caldaia. Il riscaldamento ausiliario viene comandato da un termostato quando nel serbatoio la temperatura dell acqua nella parte a pronta disposizione scende al di sotto della temperatura nominale desiderata. / 3
Impianto a circolazione naturale Negli impianti a circolazione naturale, la circolazione tra collettore e serbatoio di accumulo viene determinata dal principio di gravità, senza energia addizionale. Il fluido termovettore si riscalda all interno del collettore. Il fluido caldo all interno del collettore è più leggero del fluido freddo all interno del serbatoio, generando una differenza di densità a causa di cui si instaura una circolazione naturale. Il fluido riscaldato cede il suo calore all acqua contenuta nel serbatoio e ricade nel punto più basso del circuito del collettore. Negli impianti a circolazione naturale il serbatoio si deve trovare quindi in un punto più alto rispetto al collettore. Negli impianti ad un solo circuito, l acqua sanitaria viene fatta circolare direttamente all interno del collettore. Negli impianti a doppio circuito il fluido termovettore nel circuito del collettore e l acqua sanitaria sono divisi da uno scambiatore di calore. Gli impianti a circolazione naturale vengono offerti come un unità premontata fissata su una struttura di supporto oppure vengono integrati nel tetto. Il riscaldamento ausiliario può essere ottenuto con una resistenza elettrica inserita nel serbatoio oppure con una caldaia istantanea a valle del serbatoio. 1.3 Attuali varianti tecniche L energia solare termica è adatta a coprire una vasta gamma di fabbisogni. Infatti, può essere utilizzata sia in una abitazione privata sia a in ambiti più ampi. Energia solare termica e abitazioni private L energia necessaria per la preparazione di acqua calda nelle abitazioni private è di circa 1000 kwh per persona all anno. Poiché la domanda di calore è pressoché costante durante tutto l anno, e quindi presente anche nel periodo estivo, il riscaldamento dell acqua domestica è una delle applicazioni più adatte per gli impianti solari termici. L uso dell energia solare è adatto, anche per il riscaldamento di ambienti utilizzando impianti appositamente disposti che combinano elementi adatti sia per il riscaldamento dell acqua calda che degli ambienti, anche se l irraggiamento disponibile durante i mesi invernali è molto minore che in estate. Impianti solari di grande dimensione La seconda variante tecnica è quella degli impianti solari a grande scala. Con una superficie di collettore che varia dai 100 m² ai 1000 m² tali impianti possono essere impiegati per coprire il fabbisogno di grandi edifici multifamiliari, di reti di teleriscaldamento, ospedali, residenze per anziani o per studenti e del settore turistico. 4 /
2. Dati Tecnici 2.1 Collettore TIPO K21C S21S S25S P25S P20K P15S Lunghezza (mm) 1985 1985 1978 1978 1554 1554 Larghezza (mm) 1045 1045 1232 1232 1232 905 Altezza (mm) 99 99 84 84 84 84 Superficie di collettori Superficie assorbente (m²) 2,1 2,1 2,5 2,5 2,0 1,5 (m²) 1,9 1,9 2,3 2,3 1,8 1,3 Telaio Marrone Marrone Marrone Marrone Marrone Marrone Peso (kg) 36 38 41 41 34 28 Capacità dell acqua (kg) 1,4 1,4 1,7 1,7 1,6 1,4 Portata acqua nominale (l/h) 100 100 125 125 100 75 Perdita di carico (mbar) 0,8 0,8 1 1 1 1 Pressione di esercizio Temperatura di esercizio (bar) 6 6 6 6 6 6 ( C) 100 100 100 100 100 100 Assorbitore Fattore di assorbimento Fattore di emissione Selettivo rame soldato con ultrasuoni Selettivo Sunstrip a Trattamento Vuoto Selettivo rame soldato con ultrasuoni Verniciato Verniciato Verniciato % 95 96 95 97 97 97 % 4 7 4 97 97 97 Vetro Solare Solare Solare Solare Solare Solare / 5
Efficienza dei collettori Si definisce efficienza di un collettore solare il rapporto fra l energia assorbita dal fluido termovettore e l energia incidente sulla sua superficie. Tm: temperatura collettore Ta: temperatura ambiente I: Irraggiamento solare (W/m²) 2.2 Serbatoio 6 /
3. Progettazione Il maggiore settore di applicazione risulta essere quello degli impianti solari termici per la preparazione di acqua calda sanitaria e/o per il riscaldamento nelle abitazioni private, dove i risparmi di energia sono tipicamente del 50 80% per la preparazione di acqua calda e del 20 40% per il fabbisogno totale di calore sia per la preparazione di acqua calda che per il riscaldamento degli ambienti. 3.1 Analisi del fabbisogno di acqua calda Un indicazione sul fabbisogno di acqua calda è data dal numero di persone che abitano l edificio. Solitamente il consumo giornaliero pro capite di acqua calda a 45 C viene stimato intorno a queste cifre: comfort basso 35 l/(persona/giorno) comfort medio 50 l/(persona/giorno) comfort alto 75 l/(persona/giorno) Nel caso si vogliano collegare all impianto solare anche la lavatrice e la lavastoviglie, il fabbisogno deve essere aumentato di: lavatrice 20 l/giorno (1 lavaggio al giorno) lavastoviglie 20 l/giorno (1 lavaggio al giorno) Esempio pratico: Una famiglia di quattro persone necessita, per avere un comfort medio, di circa (50 litri x 4 =) 200 l/giorno di acqua calda. Considerando anche la lavatrice si calcolano circa 230 l/giorno. Negli edifici con funzione ricettiva il fabbisogno di acqua calda è strettamente dipendente dalla presenza di clienti. Il calcolo del fabbisogno giornaliero viene eseguito sulla presenza media di persone nel periodo compreso tra maggio e agosto, e su questo dato si effettua il dimensionamento dell impianto. I valori di riferimento per il fabbisogno giornaliero medio pro capite sono qui riportati: ostello della gioventù 35 l/(persone e giorno) standard semplice 40 l/(persone e giorno) standard alto 50 l/(persone e giorno) standard molto alto 80 l/(persone e giorno) Se la struttura offre anche servizio cucina, il fabbisogno di acqua calda aumenta indicativamente in questo modo: pasto semplice 10 l/(giorno e pasto) pasto a più portate 15 l/(giorno e pasto) Esempio pratico: Un agriturismo viene gestito da una famiglia di quattro persone. Durante il periodo estivo da maggio ad agosto la presenza media di ospiti è di circa 15 pernottamenti al giorno. Per gli ospiti vengono preparati due pasti al giorno. La lavatrice fa cinque lavaggi al giorno. Fabbisogno per la famiglia Fabbisogno per gli ospiti Cucina Lavastoviglie Totale (4 x 50 l =) 200 l/giorno (15 x 50 l =) 750 l/giorno (30 x 10 l =) 300 l/giorno (5 x 30 l =) 150 l/giorno 1400 l/giorno / 7
Se è previsto un circuito di ricircolo per la distribuzione dell acqua calda nell impianto, allora anche le sue dispersioni devono essere considerate come fabbisogno di acqua calda. È importante calcolare questo dato perché anche la sua dispersione può essere coperta dall impianto solare. La quantità di questo surplus di calore dipende strettamente dalla lunghezza del circuito di ricircolo, dalla sua coibentazione e dal tipo di funzionamento (gestione a timer o a temperatura), e deve quindi essere accuratamente stimato caso per caso. Il fabbisogno di acqua calda dipende direttamente dal comportamento individuale. Per un calcolo più preciso si possono utilizzare i dati delle bollette del gas o dell elettricità. Il fabbisogno può essere calcolato anche montando un semplice contatore di flusso nella tubatura dell acqua calda. 3.2 Dimensionamento della superficie dei collettori Per una situazione con orientamento ideale (sud, inclinazione 30 ) si utilizzano i valori di riferimento di seguito riportati per dimensionare la superficie del collettore. Questa viene quindi calcolata in relazione al fabbisogno giornaliero di acqua calda. zone in Italia valori di riferimento per il dimensionamento Nord 1,2 m² Centro 1,0 m² Sud 0.8 m² Tab.1: Valori di riferimento per il dimensionamento dei collettori (50 l/giorno) Questi valori di dimensionamento permettono di coprire completamente il fabbisogno durante i mesi estivi, cioè in estate tutta l acqua calda sanitaria viene riscaldata dall impianto solare. Calcolato su tutto l anno, il risparmio energetico ottenuto è di circa 50-80%. I valori riportati sono valori indicativi. La superficie reale dei collettori è da calcolare effettivamente sulle dimensioni dei moduli esistenti. Differenze di 20% possono essere considerate non problematiche. 3.3 Orientamento e inclinazione L orientamento ideale si ha quando il collettore è orientato verso 1 equatore (sud per emisfero settentrionale, Nord per emisfero meridionale). Orientamenti diversi da quello ideale riducono la prestazione dell impianto molto meno di quanto normalmente si pensi. Nella maggior parte dei casi questo può essere compensato da un minimo aumento della superficie dei collettori. Una struttura di supporto per ottenere un migliore orientamento del collettore è, ove possibile, da evitare per motivi estetici. Nella tabella 2 sono indicati i valori di correzione per i diversi orientamenti. La superficie del collettore calcolata come descritto finora deve essere quindi divisa per il fattore di correzione. orientamento angolo di inclinazione Sud: 0 Est/Ovest : 90 0 15 30 45 60 75 90 0 0,89 0,97 1 0,99 0,93 0,83 0,69 15 0,89 0,96 1 0,99 0,93 0,83 0,69 30 0,89 0,96 0,99 0,97 0,92 0,82 0,70 45 0,89 0,94 0,97 0,95 0,90 0,81 0,70 60 0,89 0,93 0,94 0,92 0,87 0,79 0,69 75 0,89 0,91 0,91 0,88 0,83 0,76 0,66 90 0,89 0,88 0,87 0,83 0,78 0,71 0,62 Tab.2: fattori di correzione per l orientamento dei collettori (questi valori valgono solo per impianti solari impiegati per il riscaldamento dell acqua sanitaria) 8 /
3.4 Ombreggiamento Evitare l ombreggiamento dei collettori da eventuali ostacoli presenti nell area di istallazione. Per l'installazione a schiera, i sistemi devono essere collocati ad una distanza tale da evitare l ombreggiamento mutuo Tale distanza va calcolata sulla base della formula d= h x C (d) distanza minima del collettore dall'ostacolo: (h) altezza dell'ostacolo per (c) il coefficiente. Latitudine 36 38 40 42 44 46 c 2,14 2,36 2,60 2,90 3,27 3,73 3.5 Dimensionamento del serbatoio Il serbatoio serve ad equilibrare la differenza temporale tra la presenza dell irraggiamento e l utilizzo dell acqua calda. Serbatoi dall ampio volume permettono di superare periodi anche lunghi di brutto tempo, tuttavia causano anche maggiori dispersioni di calore. Il volume del serbatoio corrisponderà circa a 50-70 l/ (m² superficie di collettore). Negli impianti con riscaldamento ausiliare integrato nel serbatoio, (per esempio un secondo scambiatore di calore oppure una serpentina elettrica) il volume in temperatura, cioè la parte di serbatoio che viene mantenuta sempre alla temperatura desiderata per l acqua calda, viene sempre calcolato secondo il fabbisogno giornaliero di acqua calda. Dovrebbe aggirarsi sui 20 l/persona. Quando si effettua il dimensionamento di grandi impianti, bisogna calcolare il volume da tenere in temperatura (spesso si tratta di un secondo serbatoio più piccolo) tenendo conto anche della potenza della caldaia. 3.6 Scambiatori di calore del circuito solare Negli impianti semplici, come di norma sono quelli delle case unifamiliari, si preferisce solitamente impiegare all interno del serbatoio, scambiatori di calore a tubi lisci o corrugati. Negli impianti più grandi si utilizzano scambiatori di calore esterni a piastre o a fasci di tubi. La superficie dello scambiatore di calore dovrebbe essere circa 0,4 m2/(m2 superficie del collettore). Per gli impianti più grandi si calcola la potenza massima che i collettori possono trasmettere e a seconda di questa potenza si sceglie un adeguato scambiatore di calore esterno. 3.7 Accoppiamento di collettori L accoppiamento dei collettori varia a seconda del numero e dello spazio a disposizione. I collettori InterSolar P20S possono essere installati in disposizione orizontale oppure verticale. I principi fondamentali da seguire sono: Mantenere il principio di ritorno inverso (metodo Tichelmann), vale a dire, garantire che l acqua copre la stessa distanza indipendentemente dal tragitto / 9
Minimizzare la lunghezza delle tubazioni a condizione che si mantenga il metodo Tichelmann Il numero massimo di collettori accoppiati in parallelo sia 6 Alcune possibilità di accoppiamento vengono illustrate di seguito. Al fine di ottenere la giusta disposizione del montaggio del sensore del collettore, si può utilizzare un raccordo a croce all uscita della disposizione a schiera dei collettori (Crs, Art. Nr 500051) Per schiere maggiori di collettori, attenersi allo stesso principio. Di seguito vengono illustrati esempi di disposizione di 6 collettori Due gruppi in serie Ogni gruppo consiste di 3 collettori disposti in parallelo 10 /
12 collettori Due gruppi in parallelo Ogni gruppo consiste di 6 collettori in disposizione parallela 3.8 Circuito solare 3.8.1 Fluido termovettore Dove non vi è pericolo di gelo si utilizza l acqua come liquido termovettore all interno del circuito solare. In questo caso per evitare corrosioni bisogna aggiungere gli inibitori indicati dal produttore. Nelle zone a rischio di gelo si usa invece una miscela di acqua e di propilenglicolo atossico. La concentrazione del glicolo deve essere definita secondo le indicazioni del produttore in modo che la sicurezza antigelo ci sia fino ad una temperatura che sia di 10K inferiore alla temperatura minima media su cui si esegue il calcolo di progettazione dell impianto di riscaldamento. Per esempio se il riscaldamento viene dimensionato per una temperatura minima media di 5 C, la concentrazione del glicolo dovrebbe essere sufficiente a garantire l antigelo per una temperatura di 15 C. Gli inibitori di corrosione sopra citati sono di norma già miscelati con la maggior parte dei liquidi antigelo per impianti solari reperibili sul mercato. II fluido termovettore in dotazione è propilenoglicole atosico. Il glicole deve essere miscelato con acqua (preferibilmente demineralizzata) versando in un recipiente il glicolo nell acqua e non viceversa. La concentrazione di glicolo nella miscela deve essere definita in base alla tabella seguente che tiene conto delle temperature a cui si deve garantire l antigelo. Propilenoglicole in peso % 10 20 30 40 50 Punto di congelamento in ºC -3.5-8 -15-24 -36 Tabella 3. Diluizione e punti di congelamento 3.8.2 Portata del flusso La portata del flusso all interno del circuito solare deve essere abbastanza grande da garantire un buon asporto del calore dal collettore. Se la portata del flusso è troppo alta, però, aumenta di conseguenza la perdita di pressione nelle tubature e quindi anche l impegno di energia che deve essere fornito da parte della pompa di circolazione. La portata del flusso deve essere di circa 30-50 l/(m2 h) per ogni metro quadrato di collettore solare. Negli impianti di dimensioni maggiori è possibile, con un montaggio continuo in serie delle strisce di assorbimento all interno del collettore, ottenere da una parte che in ognuna delle strisce passi una quantità sufficiente di acqua per garantire un buon asporto del calore, e dall altra che il flusso specifico attraverso tutto / 11
il collettore possa essere tenuto piuttosto basso (per esempio 12 20 l/(m2 h)) riducendo così decisamente le spese per le tubature del circuito solare e per la pompa. 3.8.3 Tubature Per le tubature del circuito solare si possono usare tubi di rame oppure tubi corrugati flessibili di acciaio inossidabile. Non bisogna assolutamente impiegare materiali zincati nel circuito solare se si usa una miscela di acqua e glicolo. Il diametro dei tubi di rame viene dimensionato in relazione al flusso scelto, come si può evincere dai dati della tabella seguente. Flusso [l/h] diametro esterno x spessore [mm] < 240 16 x 1 240 410 18 x 1 410 570 22 x 1 570 880 28 x 1,5 880 1450 35 x 1,5 Tabella 4. Diametro consigliato per i tubi del circuito solare 3.8.4 Calcolo della perdita di pressione e scelta della pompa La pompa di circolazione del circuito solare deve essere dimensionata con molta cura. Se la potenza della pompa è troppo bassa si possono generare grandi escursioni termiche all interno del circuito del collettore, causando quindi un rendimento troppo basso del collettore. Una pompa troppo potente causa invece un consumo energetico inutilmente grande. Nei piccoli impianti, fino a 12 m2 di superficie dei collettori e fino a 50 metri di tubature, possono essere impiegate piccole pompe da riscaldamento a tre posizioni (per esempio Grundfos UPS 25-40). Negli impianti più grandi è inevitabile procedere al calcolo della perdita di pressione e quindi alla scelta di una pompa adeguata. 3.8.5 Pressione d esercizio, vaso d espansione e valvola di sicurezza Osservare le seguenti raccomandazioni. L errata impostazione della pressione di esercizio e un calcolo impreciso delle dimensioni del vaso di espansione sono una frequente fonte di malfunzionamento negli impianti solari. Un dimensionamento poco accurato può portare in estate, in conseguenza ad una fermata dell impianto per surriscaldamento, alla perdita di fluido termovettore, impedendo all impianto di rientrare automaticamente in funzione. 3.9 Riscaldamento ambiente con la tecnologia solare termica Il riscaldamento solare degli ambienti rappresenta una grande potenzialità di sviluppo del solare termico, anche se le possibilità pratiche di utilizzo della tecnologia solare sono limitate all integrazione al riscaldamento con sistemi a bassa temperatura (impianti a pavimento, a parete ed altri tipi). I sistemi di riscaldamento a bassa temperatura, detti a pavimento, sono quelli maggiormente compatibili con i sistemi solari, infatti richiedono: Basse temperature di esercizio. Con acqua calda attorno ai 30 C si può ottenere il riscaldamento dell ambiente a 20 C. Minori dispersioni termiche. Rispetto alla temperatura di esercizio dei radiatori (80-85 C), la più bassa temperatura richiesta (30 C) provoca minori dispersioni termiche. 12 /
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APPENDICE A. Installazione di impianto solare a circolazione forzata Si prega di leggere con attenzione le istruzioni del presente manuale. L installazione deve essere effettuata da personale tecnico qualificato. Inoltre devono essere rispettate le leggi, le norme nonché i regolamenti nazionali per quanto concerne l installazione di apparecchiature idrauliche ed elettriche e la sicurezza sui luoghi di lavoro. Quindi esiste il pericolo reale che persone o materiali scivolino giù dal tetto. Una possibilità per la sicurezza delle persone consiste nell imbragatura di sicurezza. Pareti di sicurezza proteggono i passanti dal materiale in caduta e offre al contempo un ulteriore misura di sicurezza per le persone che lavorano sul tetto. Attenersi ai consigli e le indicazioni della normativa per la protezione del lavoro sul tetto. A.1 Istruzioni per il montaggio su tetto a falda L inclinazione del tetto deve essere contenuta tra 28 e 55. Rimuovere un numero di tegole e/o coppi sufficiente come indicato nella figura 1. Gli ancoraggi per il tetto inclinato devono essere allineati con l ausilio di una lenza e devono essere fissati in modo saldo alle travi principali di legno ovvero al solaio di copertura. Per il montaggio del set Auf/2 adatto per sistemi con due collettori, sono necessarie 6 staffe di ancoraggio, nel caso di set Auf/3 adatto per sistemi con tre collettori sono necessarie 8 staffe di ancoraggio. Gli ancoraggi devono essere allineati orizzontalmente con l ausilio di una lenza da fissare sulle travi. (Fig. 4) 1000-1500 mm Fig 1 Rimuovere le tegole dal tetto A seconda della posizione della trave e delle tegole, montare l ancoraggio della trave nella parte appropriata della piastra, per ottenere che l ancoraggio sia fissato dalla parte giusta della tegola. Fig. 2 e 3. 16 /
Fig. 2 Montaggio degli ancoraggi ai travetti e delle piastre di estensione Fig. 3 Montaggio degli ancoraggi ai travetti sui travetti. / 17
Fig. 4 Disposizione degli ancoraggi su trave e delle aste intermedie su tetto inclinato L asta intermedia deve essere posizionata con le asole lunghe nella parte inferiore. Successivamente montare l asta inclinata che porta il supporto per il bollitore sull asta intermedia in modo che tali supporti si trovino nella parte alta. Muovere le aste in modo da far combaciare i fori delle due aste. Fig. 5 Base per due collettori 18 /
Fig. 6 Base per tre collettori Riporre le tegole precedentemente tolte. Collocare i collettori tra i supporti ad U. Muovere i supporti ad superiori in modo da assicurare che i collettori siano fissati fermamente dagli supporti ad U. Verificare che tutte le viti ed i dadi siano serrati. Fig. 7 I collettori vengono fissati tra la supporti ad U Procedere con il prossimo collettore Verificare che tutte le viti ed i dadi siano serrati. / 19
A.2 Istruzioni per il montaggio su tetto piano Supporto per tetto piano per 2 e 3 collettori PARTI 10. aste verticali e due 11. Piastra 12. Supporto ad U 13. Asoli lungha 14. Aste inclinate 15. Aste X 16. Staffe di fissaggio Fig. 8 Kit di montaggio di due collettori su tetto piano Fig. 9 Kit di montaggio di tre collettori su tetto piano Si prega di leggere con attenzione le istruzioni del manuale. L installazione deve essere effettuata da personale tecnico qualificato. Inoltre devono essere rispettate le leggi, le norme nonché i regolamenti nazionale per quanto concerne l installazione di apparecchiature idrauliche ed elettriche e la sicurezza sui luoghi di lavoro. Il luogo dove dovrà essere montato il pannello solare deve essere sgombro e non ombreggiato da costruzione e/o alberi ecc. 20 /
Con riferimento allo schema sottostante si procede al montaggio come segue: Passo 1: Avvitare le 4 squadrette di appoggio (16) alle due copie di aste, due verticali (10) e due inclinate (14) facendo attenzione che le aste (14) vanno orientate con i fori ovali verso l alto. Passo 2: Con le aste così preparate, procedere alla formazione di un triangolo rettangolo avente come cateto verticale l asta (10) e come ipotenusa l asta (14). Passo 3: Avvitare l asta (13) alle due precedenti. Passo 4: Con le aste (15) formare una croce e successivamente avvitare le due estremità all asta verticale (10) e utilizzare la croce stessa per tenere in piede il primo triangolo formato dalle aste (10-13-14). Passo 5: Utilizzando le seconde aste 10 13 e 14 ripetere l operazione montando il secondo triangolo rettangolo. Passo 6: Unire anche, questo triangolo alla croce avvitando la croce stessa alle due aste 10 e stringere saldamente tutti i bulloni. La struttura in questo modo può reggersi in piedi da sola. Passo 7: Avvitare i due profili ad U alle ipotenuse dei triangoli utilizzando la bulloneria apposita e lasciando un po allentati i bulloni. Passo 8: Prima di porre il collettore sul supporto, posizionare il supporto nel luogo d istallazione scelto, che deve essere ben livellato, marcare i punti dove fare i fori per il fissaggio della struttura sul pavimento, spostare la struttura, realizzare i fori e fissare il supporto sul pavimento attraverso i tasselli ad espansione in dotazione. } ATTENZIONE! RISPETTARE LE NORME GENERALI DI ORIENTAMENTO ED INCLINAZIONE Passo 10: Collocare il/i collettore/i appoggiandoli prima sul profilo ad U inferiore ed sollevando leggermente il profilo ad U superiore in modo da alloggiare bene il/i collettore/i e verificare che sono tenuti saldamente. Passo 11: Controllare che tutte le viti e bulloni siano ben strette. N.B. PER LA MESSA IN ESERCIZIO SI RIMANDA AL CAPITOLO RELATIVO A.3 Installazione elettrica e collegamento equipotenziale Norme generali di protezione da incidenti elettrici I collettori devono essere elettricamente connessi tra di loro e il tubature solari (di fornitura e ritorno) devono essere connessi con il collegamento equipotenziale dell edificio utilizzato il percorso più breve possibile. Le parti metalliche con superficie grande devono sempre essere connessi al parafulmine esistente dell edificio. Assicurarsi che siano osservati i regolamenti locali e le istruzioni di montaggio in relazione al stazione solare. Il progetto deve essere eseguito solo da personale qualificato ed autorizzato. / 21
B. Installazione di sistemi solari a circolazione naturale B.1 Montaggio su tetto a falda Si prega di leggere con attenzione le istruzioni del manuale. L installazione deve essere effettuata da personale tecnico qualificato. Inoltre devono essere rispettate le leggi, le norme nonché i regolamenti nazionali per quanto concerne l installazione di apparecchiature idrauliche ed elettriche e la sicurezza sui luoghi di lavoro. L inclinazione del tetto deve essere contenuta tra 28 e 55. Rimuovere un numero di tegole e/o coppi sufficiente come indicato nella figura 1. Gli ancoraggi per il tetto inclinato devono essere allineati con l ausilio di una lenza e devono essere fissati in modo saldo alle travi principali di legno ovvero al solaio di copertura. Per il montaggio del set Auf/120 adatto per sistemi con un solo collettore, sono necessarie 9 staffe di ancoraggio, nel caso di set Auf/200 adatto per sistemi con due collettori sono necessari 12 staffe di ancoraggio. Fig. 10 Rimuovere le tegole dal tetto Montaggio degli ancoraggi su trave e dell asta intermedia al tetto inclinato Fig 11 L asta intermedia deve essere posizionata con le asole lunghe nella parte inferiore. Successivamente, montare l asta inclinata che porta il supporto per il bollitore sull asta intermedia in modo che tali supporti si trovino nella parte alta. Muovere le aste in modo da far combaciare i fori delle due aste. 22 /
Fig. 11 Montaggio degli ancoraggi su trave e dell asta intermedia Fig. 12 Montaggio dell aste inclinate e supporti ad U Posizionare il bollitore (serbatoio d acqua) sui supporti ed il/i collettore/i tra i due supporti ad U. Muovere il supporto superiore ad U per verificare che il/i collettore/i sono tenuti saldamente dagli stessi. Infine serrare tutti i bulloni e viti in modo che l intero sistema (bollitore, collettore e supporti) risulti ben fissato e saldo. / 23
Successivamente proseguire con le connessioni idrauliche. Fig. 13 Sistema montato 24 /
B.2 Istruzioni di montaggio su tetto piano Con riferimento allo schema sottostante si procede al montaggio come segue: Passo 1: Avvitare 4 squadrette di appoggio (16) alle due copie di aste, due verticali (10) e due inclinate (14) facendo attenzione che le aste (14) siano orientate con i fori ovali verso l alto. Passo 2: Con le aste così preparate procedere alla formazione di un triangolo rettangolo avente come cateto verticale l asta (10) e come ipotenusa l asta (14). Passo 3: Avvitare l asta (13) alle due precedenti. Passo 4: Con le aste 15 formare una croce e successivamente avvitare le due estremità all asta verticale (10) e utilizzare la croce stessa per tenere in piede il primo triangolo formato dalle aste (10-13-14). Passo 5: Utilizzando le seconde aste 10 13 e 14 ripetere l operazione montando il secondo triangolo rettangolo. Passo 6: Unire anche questo triangolo alla croce avvitando la croce stessa alle due aste 10 e stringere saldamente tutti i bulloni. La struttura in questo modo può reggersi in piedi da sola. Passo 7: Avvitare i due profili ad U alle ipotenuse dei triangoli utilizzando la bulloneria apposita e lasciando un po allentati i bulloni. Passo 8: Prima di porre il collettore e il bollitore sul supporto, posizionare il supporto nel luogo d istallazione scelto, che deve essere ben livellato, marcare i punti dove fare i fori per il fissaggio della struttura sul pavimento, spostare la struttura, realizzare i fori e fissare il supporto sul pavimento attraverso i tasselli ad espansione in dotazione. } ATTENZIONE! RISPETTARE LE NORME GENERALI DI ORIENTAMENTO ED INCLINAZIONE Passo 9: Posizionare il bollitore sul supporto con il lato contenente il coperchio dei collegamenti elettrici rivolto a sinistra. Passo 10: Collocare il/i collettore/i appoggiandoli prima sul profilo ad U inferiore ed sollevando leggermente il profilo ad U superiore in modo da alloggiare bene il/i collettore/i e verificare che sono tenuti saldamente. Passo 11: Controllare che tutte le viti e bulloni siano ben strette. RIEMPIRE IL CIRCUITO SOLARE CON FLUIDO TERMOVETTORE ATTENZIONE! Nel caso di due collettori prestare molta attenzione nel collegamento con i raccordi a T. Il raccordo più lungo va avvitato nella parte superiore tra i due collettori (nello schema sottostante indicato con (1) e quello più corto nella parte inferiore (nello schema sottostante indicato con (2). / 25
B.3 Connessioni Idrauliche B.3.1-1 Collettore Avvitare strettamente la parte (16) al tubo del bollitore (4). Posizionare la parte (17) come appare nella figura sottostante e saldarla al tubo della colletore (1) e alla parte (16). Nella posizione (2) saldare l elemento angolare (2) (fornito nella confezione di carta) e in seguito avvitare sul raccordo (9) per il tubo di plastica. Tirare il tubo di plastica sul tubo di isolamento e connetterlo secondo le istruzioni riportate sotto. Coprire le connessioni e i tubi del collettore con l isolamento spesso. B.3.2-2 Collettori 26 /
Collegare, con il raccordo fornito, i punti (3) e (4) rispettivamente entrata ed uscita del bollitore con i punti superiore ed inferiore del collettore utilizzando i raccordi in dotazione Passo 13: Colleghiamo il tubo della acqua fredda sanitaria al attacco blu del bollitore, avvitando precedentemente la valvola di sicurezza. Successivamente colleghiamo il tubo della acqua calda sanitaria al attacco rosso del bollitore. Connettere i due collettori connessioni a T (la parte lunga sulla parte superiore in modo da dare ai collettori una leggera inclinazione per evitare l accumulo di aria). Tagliare il tubo in plastica in due pezzi con la lunghezza apposite e tirare la copertura isolante. Accoppiare le connessioni a T ed i tubi del collettore con uno strato spesso di isolante. Accoppiare con il primo tubo isolato in plastica, posizione (1) con posizione (4). Accoppiare il secondo tubo di plastica isolato, posizione (2) con posizione (3). Passo 13: Colleghiamo il tubo dell acqua fredda sanitaria al attacco blu del bollitore, avvitando precedentemente la valvola di sicurezza. Successivamente colleghiamo il tubo della acqua calda sanitaria al attacco rosso del bollitore. Collegare l alimentazione con acqua fredda, con la valvola di nono ritorno e la valvola di sicurezza B4 (rossa) alla posizione 7. Collegare l aqcua calda alla posizione (8). In un serbatoio aperto mescolare circa 15c lt d acqua con liquido antigelo ed in seguito travasate lentamente dal punto 6 lasciando l aria fuoriuscire dalla posizione 5. Continuare ad aggiungere acqua fino al colmo. Montare la valvola di sicurezza B% (gialla) al punto 6. Riempire il vasi di espansione (bianco) con acqua a montare al punto 5 NOTA IMPORTANTE: Il vaso di espansione deve sempre contenere acqua. In caso contrario, il sistema non funzionerà. Installazione dello scambiatore di integrazione Su Vostra richiesta è disponibile la resistenza elettrica con scambiatore di calore a serpentino integrato. Per i sistemi con bollitore in vetroceramica è disponibile il gruppo resistenza elettrica con scambiatore di calore integrato, la cui installazione sul bollitore può essere fatta dal costruttore o anche dall' installatore. I collegamenti elettrici del gruppo resistenza elettrica con scambiatore sono identici a quelli della singola resistenza. I collegamenti idraulici dello scambiatore di calore consistono semplicemente nel collegamento di ingresso e uscita di caldo e freddo. / 27
B.4 Integrazione elettrica Norme generali di installazione Tutti i collegamenti elettrici devono essere conformi alle norme locali in vigore nonché ai regolamenti e/o condizioni vigenti nel manufatto di installazione. Il cablaggio elettrico deve essere eseguito da elettricisti in possesso di regolare licenza. Non accendere la resistenza elettrica con il serbatoio vuoto. L'accensione della resistenza elettrica con serbatoio vuoto fa decadere la garanzia dell'apparecchiatura. NOTA La potenza della resistenza elettrica dipende dalle norme in vigore dello stato di destinazione Cablaggio della resistenza elettrica e del termostato Passo 1: Chiudere l'interruttore generale di corrente. Passo 2: Asportare il coperchio che si trova nella parte sinistra del serbatoio, svitando le tre (3) viti di fissaggio. Passo 3: II collegamento del termostato alla resistenza elettrica è già cablato dal costruttore. Controllare che i dadi dei terminali siano ben stretti. NOTA II termostato è preimpostato a 60 C. Si può impostare una temperatura diversa mediante il regolatore di temperatura. u Non impostare temperature superiori a 75 C. Passo 4: Accertarsi della posizione dell'interruttore termico del termostato. L'interruttore è di colore rosso ed è in funzione quando si trova nella posizione premuta. Passo 5: Inserire il cavo esterno di alimentazione attraverso l'apposito foro del coperchio ed eseguire i collegamenti corrispondenti alla morsettiera seguendo lo schema di cablaggio. 28 /
B.5 Messa in esercizio del sistema solare L'impianto è ora installato. Può essere messo in esercizio attenendosi al procedimento che segue CONTROLLARE LA TENUTA Prima di riempire l'impianto con la miscela di acqua e glicole bisogna controllare accuratamente tutti i raccordi per accertarsi che non vi siano delle perdite. Il controllo di tenuta può essere eseguito con il procedimento che segue, il quale risulta utile anche per il risciacquo del circuito chiuso per allontanare eventuali residui di sporcizia. Collegare il portagomma del gruppo di riempimento/svuotamento con un tubo di gomma ad un rubinetto dell' acqua fredda. Collegare l'attacco della valvola di sicurezza con un tubo di gomma allo scarico dell'acqua. Aprire il rubinetto dell'acqua e il rubinetto del gruppo di riempimento/svuotamento e lasciare scorrere l'acqua nel circuito solare per alcuni minuti. Chiudere il rubinetto dell'acqua e il rubinetto del gruppo di riempimento/svuotamento. Controllare a vista la tenuta dei raccordi. B.6 Svuotamento del circuito solare Staccare il tubo di gomma dal rubinetto dell'acqua e collegarlo ad uno scarico. Staccare il tubo di gomma dall'attacco della valvola di sicurezza. Aprire il rubinetto del gruppo di riempimento/svuotamento e svuotare completamente l'acqua dal circuito solare. Se le condizioni atmosferiche presentano dei rischi di gelo, operare il controllo di tenuta e il lavaggio con acqua con molta attenzione. Nota Importante: Se il sistema solare non viene ad operare, i collettori devono essere coperti. In questo modo si protegge il materiale di tenuta si evita il surriscaldamento del eventuale liquido termovettore. C. Manutenzione C.1 Consigli per il cliente In caso di prolungata inattività del sistema solare (p.e. assenza prolungata, ferie, ecc.) coprire i collettori. La mancata copertura è probabile che faccia sorgere la necessità, al ritorno dalle ferie, di degassare il circuito chiuso e rabboccare il fluido termovettore. / 29
C.2 Disfunzioni e Rimedi Se il Vs Sistema Solare InterSolar non produce più acqua calda, controllare che: I. Non ci sia un prelievo di A.C.S. inusuale. II. Non ci siano perdite di acqua nelle rete di distribuzione del A.C.S. III. I vetri dei collettori non siano eccessivamente sporchi di polvere o coperti da foglie o da ombre di ostacoli sorti dopo l'installazione del sistema solare o altro che impedisce l'incidenza dei raggi solari. IV. Il livello del fluido termovettore non si sia abbassato a causa di perdite dai raccordi del circuito chiuso o da sovratemperature per prolungata inattività del sistema solare (assenza per ferie). Il controllo si fa rabboccando semplicemente il fluido dall'attacco dalla valvola di sicurezza. V. Non sia siano formate delle bolle di aria all interno del circuito chiuso che impediscano il flusso termosifonico. Degassare il sistema allentando il raccordo superiore di collegamento del tubo corto finché fuoriesca un po' di fluido. Rabboccare il fluido perduto. Se il sistema non riparte, controllare il suo livellamento. VI. In caso di non funzionamento del gruppo di integrazione elettrica, chiudere l'interruttore relativo e chiamare l'installatore. C.3 Manutenzione Negli ultimi anni gli impianti solari si sono dimostrati affidabili e di norma necessitano solo di un minimo impegno di manutenzione. Tuttavia bisogna in ogni caso verificare di tanto in tanto il buon funzionamento dell impianto. Alcuni controlli devono essere eseguiti con regolarità, anche dal proprietario dell impianto, in modo da riconoscere subito un eventuale malfunzionamento. La protezione antigelo ed anticorrosione deve essere verificata ogni due (2) anni. In più, si devono usare ph measurement strips per verificare che il liquido mantenga il ph neutro (ph tra 7 e 7.5). Se il valore del ph non rientra nel limite prestabilito, indica danno al liquido termovettore. Per la protezione delle tenute e le tubature, il liquido deve essere sostituito. Il liquido deve essere sostituito anche in caso di colorazione marrone, liquido torbido e cattivo odore. La valvola di sicurezza, il vaso di espansione ed il liquido termovettore devono essere controllati regolarmente secondo le istruzioni del costruttore. Avvertenza: Il dimensionamento smisurato e la inattività per lunghi periodi potrebbe risultare in surriscaldamento e formazione di vapore nel sistema. Periodi di ripetuti o lunghi di surriscaldamento potrebbero danneggiare il liquido termovettore ed il materiale di tenuta. Per evitare il surriscaldamento, adoperare apposite misure di sicurezza quali apparati di dissipazione del calore. A tale scopo, Intersolar fornisce una serie di disposizioni di controllo per offrire ottima protezione e sistemi di raffreddamento. I danni apportati da surriscaldamento o gelo non sono coperti da garanzia. C.3.1 Controlli regolari La pressione dell impianto rimane costante? La differenza di temperatura tra la mandata e il ritorno del collettore è sempre e soprattutto per forti insolazioni al di sotto dei 30 o dei 60 K (vedi Capitolo 8.5)? La temperatura della mandata del collettore (linea calda) corrisponde circa alla temperatura del collettore? La pompa entra in funzione in presenza di radiazione solare? Di notte e con cielo fortemente nuvoloso la pompa è ferma e sia la mandata che il ritorno dell impianto solare sono freddi? Si sentono dei rumori all interno delle condutture, causati dalla presenza di aria nell impianto? 30 /
C.3.2 Lavori sporadici di manutenzione Pulire i vetri di copertura se questi sono molto sporchi. Controllare la concentrazione dell antigelo (ogni 2 anni) Controllare il valore ph della miscela di acqua e glicolo (ogni 2 anni). Se scende sotto al 6,6 il fluido diventa corrosivo e deve essere sostituito. Controllo dell anodo anticorrosione nel serbatoio dell acqua sanitaria. C.4 Sostituzione del anodo Passo 1: Chiudere l'interruttore generale di corrente. Passo 2: Svuotare l'acqua sanitaria dal serbatoio. Passo 3: Asportare il coperchio svitando le tre viti di fissaggio. Passo 4: Scollegare il termostato dalla resistenza, svitando i due dadi dai corrispondenti terminali. Passo 5: Estrarre il termostato dalla resistenza tirando con attenzione. Passo 6: Svitare i dadi della flangia ed estrarre la flangia stessa dal serbatoio. Passo 7: Svitare la vite dell'anodo (Ø 8 mm) ed asportare dalla flangia l'anodo consumato. Passo 8: Installare il nuovo anodo sulla flangia, avvitandolo con la relativa vite. Passo 9: Riposizionare la flangia sul bollitore riavvitando gli 8 bulloni. u Attenzione! Rispettare il verso preesistente dei bulloni. Passo 10: Reinserire lo stello del termostato nella apposita guaina della resistenza e collegarlo alla stessa avvitando i dadi sui due terminali. Passo 11: Ricollocare il coperchio della resistenza elettrica. Passo 12: Riempire il serbatoio. L efficienza dell impianto solare può essere nettamente migliorata riducendo il più possibile la quantità di acqua da tenere in temperatura, impostando la temperatura sul termostato non più alta di quanto richieda il comfort (per esempio 45-50 C) e limitando il funzionamento del riscaldamento ausiliario ai periodi di maggiore uso (mediante un timer). Eseguire questa operazione solo se le condizioni atmosferiche non presentano rischio di gelo, altrimenti si potrebbe gelare l impianto. Se i collettori non vengono messi in esercizio per lunghi periodi e vengono quindi scollegati dal resto dell impianto bisognerebbe proteggerli per mezzo di un tappo dall umidità che potrebbe entrare. L acqua di condensa in condizioni di gelo può gelare i collettori. D. Bibliografia Impianti solari termici Manuale per la progettazione e costruzione Versione 2.0, Gennaio 2002 Aggiornamento 2.1, Maggio 2003 Questo manuale è stato realizzato nell ambito del progetto Altener Europeo Qualisol - Installer qualification on solar heating systems. / 31