Scambiatore di calore solare - Che cos'è lo scambiatore a piastre per collettori solari?
Quando decidiamo di riscaldare l'acqua sanitaria (ACS) utilizzando i tradizionali pannelli solari (da non confondere con i pannelli fotovoltaici - PV), è importante capire cos'è uno scambiatore di calore solare e quale ruolo può svolgere all'interno di un impianto con collettori solari. Iniziamo con una descrizione generale di questo sistema di riscaldamento per poi approfondire il ruolo dello scambiatore di calore solare nel processo.
I collettori solari sono tubi riempiti con un fluido termovettore, solitamente posizionati in una zona ben esposta al sole, come il tetto. Sotto l’azione della radiazione solare, il fluido all'interno dei collettori si riscalda, assorbendo l'energia solare gratuita. A questo punto, tale energia deve essere trasferita per riscaldare l'acqua sanitaria, il che significa che deve essere convogliata verso il serbatoio dell’acqua calda.
Il fluido nei collettori solari, da cui lo scambiatore di calore estrae l'energia - il glicole
I collettori solari generalmente non possono essere riempiti con acqua, poiché in climi freddi, durante l’inverno, c'è il rischio di congelamento e rottura dei tubi. Per questo motivo, i collettori sono riempiti con glicole, un fluido antigelo. Tuttavia, non si utilizza glicole puro, poiché questo trasferisce il calore in modo meno efficiente. Si tratta di una miscela di glicole e acqua, in cui il glicole rappresenta circa il 30-50% del totale (nei collettori solari si usano tipicamente concentrazioni del 30-35%, mentre valori intorno al 50% sono comuni, ad esempio, in Scandinavia). Il glicole caldo dei collettori, riscaldato dal sole, viene quindi indirizzato allo scambiatore di calore solare attraverso una pompa di circolazione.
All'interno dello scambiatore di calore a piastre per impianti solari, nell'altro canale scorre l'acqua sanitaria, la stessa che si trova nel serbatoio dell'acqua calda. I due fluidi si incontrano all'interno dello scambiatore, ma sono separati da sottili piastre in acciaio, che impediscono il loro mescolamento. In questo modo, il glicole caldo trasferisce il calore all'acqua, riscaldandola quasi gratuitamente grazie all'energia solare. Si tratta di un riscaldamento senza costi operativi, escludendo ovviamente i costi di installazione.
Scambiatore di calore per impianti solari - quale modello scegliere?
È fondamentale scegliere il giusto modello di scambiatore di calore per un impianto solare. Se lo scambiatore è troppo piccolo, l'intero sistema non funzionerà correttamente. Un segnale di uno scambiatore sottodimensionato è quando, durante il periodo estivo, il sistema funziona in modo relativamente soddisfacente, ma in autunno i benefici dell'energia solare diventano quasi inesistenti.
È naturale che i pannelli solari, o più precisamente i collettori solari, producano molta meno energia durante l’autunno e l’inverno rispetto all’estate. Tuttavia, se lo scambiatore di calore solare è ben dimensionato, possiamo aspettarci un contributo significativo al sistema di riscaldamento, soprattutto durante le giornate invernali soleggiate, anche quando le giornate sono più corte. La corretta scelta dello scambiatore a piastre per i collettori solari determina se il sistema riesce a riscaldare l'acqua in modo efficiente solo d'estate o durante tutto l'anno.
Prima di acquistare uno scambiatore di calore, è consigliabile consultare l’idraulico per determinare la dimensione degli attacchi. Nella maggior parte dei casi, per le abitazioni unifamiliari è sufficiente uno scambiatore di calore con attacchi da 3/4", ma non è una regola fissa. In alcuni casi, soprattutto se si dispone di un serbatoio di acqua calda di grandi dimensioni, potrebbe essere necessario uno scambiatore con attacchi da 1".
Scambiatore di calore per impianti solari - Supporto per il riscaldamento centralizzato
Questo aspetto deve essere assolutamente considerato, poiché l'impianto solare, con i collettori solari sul tetto, non deve necessariamente essere utilizzato solo per riscaldare l'acqua sanitaria. Con una corretta configurazione del sistema di riscaldamento centralizzato, è possibile sfruttare l’energia solare per riscaldare l’acqua sanitaria in estate e supportare il riscaldamento dell’abitazione in inverno, ad esempio per alimentare un impianto di riscaldamento a pavimento.
Per raggiungere questo obiettivo, è necessario progettare il sistema di riscaldamento in modo adeguato, utilizzando valvole miscelatrici o circuiti aggiuntivi che possano essere attivati all’occorrenza. Si può collegare il sistema di riscaldamento centralizzato con il circuito a glicole dei pannelli solari tramite uno scambiatore di calore, installandolo ad esempio su un bypass e regolando il flusso con valvole, in modo che in estate l’energia venga convogliata solo verso il riscaldamento dell’acqua sanitaria. Le possibilità di configurazione sono davvero numerose.
Molte persone sottovalutano i guadagni termici che possono essere ottenuti dai collettori solari durante il periodo invernale. Sorprendentemente, questi possono essere piuttosto soddisfacenti. Vale la pena investire in uno scambiatore di calore e considerare il recupero di questa energia, soprattutto se si dispone di pannelli solari con glicole sul tetto e, in particolare, se si possiede un numero maggiore di collettori solari.
Scambiatore di calore a glicole - Scambiatori a piastre per impianti solari di Nordic Tec
Gli scambiatori a piastre per impianti solari che offriamo in questa categoria sono scambiatori di calore a glicole. Garantiamo il loro corretto funzionamento con questo fluido, indipendentemente dalla concentrazione di glicole nella miscela (come già menzionato, l'uso di glicole puro non è sempre necessario né consigliato).
La questione della compatibilità con il glicole per gli scambiatori a piastre Nordic Tec è una delle domande più frequenti riguardanti questi dispositivi. Questa richiesta sorge non solo per l’uso del glicole negli impianti solari, ma anche sempre più spesso per la protezione dei circuiti delle pompe di calore contro il congelamento mediante scambiatori di calore a glicole (scambiatore acqua-glicole per pompe di calore).
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Oltre all'uso degli scambiatori di calore per separare i sistemi di riscaldamento che utilizzano l'energia solare, questi possono essere utilizzati anche per molti altri scopi. Dai un'occhiata anche alle seguenti categorie:
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