Il mio impianto solare ACS CF

[Mauro1980]

In pratica se mantenendo la T. nei pannelli a 120 gradi con i piani perdi in dispersioni al collettore poco meno di 2 Kw con lo stesso campo di sottovuoto perdi solo 0,4 Kw .....

Per i calcoli ho considerato una superficie captante di 4,5 Mq. , una T esterna di 30 gradi e una T nei collettori di 120 gradi.

Secondo me si sta omettendo la capacità antinucleazione di questa funzione,che è molto importante, considerate invece solo quella convettiva aria-assorbitore che per i tubi è meno importante.

Anticipando la formazione dei primi nuclei di bolle si riesce a mantenere il rendimento del pannello sotto certi valori, altrimenti quando iniziano a formarsi le prime bolle, i flussi termici aumentano e la stagnazione comincia vigorosamente perché il rendimento del pannello aumenta

@Mauro: qualunque superficie rivolta almeno parzialmente verso il cielo irraggia verso il cielo quando è sereno. Un'automobile utilitaria ha una superficie della parte "top" (cofano, vetri, tetto) ben inferiore a 4.5 mq eppure fa il ghiaccio sui vetri nelle notti fredde e serene. Metti invece un vetro in verticale o in una posizione all'esterno ma a riparo dal cielo e vedrai che di ghiaccio non ne fa.

Ciò che scrivi sull'auto in effetti accade, ma sei certo sia un fenomeno radiativo?
Se l'auto sotto una tettoia, anche solo parzialmente coperta, non ghiaccia anche se è all'aperto (testato) invece in mezzo ad un campo ghiaccia è dovuto secondo me all'azione della copertura che disinnesca fenomeni di convezione naturale (ricordiamo che hanno direzione verticale rispetto al piano campagna)
Il ghiaccio che si forma è dovuto anche alla superficie dell'auto che favorisce fenomeni di cristalizzazione dell'acqua, non favoriti su altre superfici.

Casualmente ho dato un'occhiata anche al flusso, sempre con il flussimetro incorporato nel gruppo
pompa, ho notato con sorpresa che a freddo il flusso era 4 l/min, poi con il crescere della temperatura
è aumentato fino a 5 l/min.

Molto interessate Cristian i rilievi della T e della portata
Concordo con Sergio che per verificare i dati della centralina dovresti trovare una giornata di sole, e testare in 2-3h l'innalzamento della testa e del fondo, e nel frattempo leggere i dati del flussimetro.
Potresti archiviare i dati in un intervallo di 3h, T testa, T fondo, portata ogni 5/10 minuti (devi però essere in ferie) intervallo in cui non c'è nessun prelievo e poi mettere tutto in tabella.
Vedresti qual'è l'errore della centralina.
Mai avrei pensato che a parità di potenza la portata potesse passare da 4 a 5 lt/min ma in effetti il glicole è molto viscoso (come molti idrocarburi).

[cristianc]

Tra l'altro osservo che durante la produzione solare la tua stratificazione sembra annullarsi del tutto, è corretto?

pur scaldando sotto normalmente la parte sopra non l'ho
mai vista a meno di 1 °C meno della parte sotto. Se ci sono prelievi si favorisce un rimescolamento
e solitamente si osserva che la parte sopra arriva alla stessa temperatura di quella sotto
mi sembra normale.
Tutto sommato anche trascurando i prelievi, con una certa approssimazione
data dal fatto che comunque i sensori rilevano la t in due punti del bollitore mentre la
t all'interno del bollitore non è uniforme ( in assenza di prelievi però credo tenda ad uniformarsi)
nel bollitore risultano immessi 11,6 KWh, la centralina me ne ha conteggiati 11, ma non indica
decimali, quindi essendo l'approssimazione al KWh secondo me è abbastanza veritiera.
Per un'analisi più precisa rifarò l'esperimento quando farà più caldo, magari per quella volta
avrò messo in piedi qualcosa con l'arduino: se passo le ferie a tirare giu i dati della centralina solare
ogni 15 minuti mia moglie mi caccia di casa

La variazione sul flusso introduce un errore variabile, ma essendo solo a basse t e quindi basse
potenze non mi preoccupa. Il flusso impostato sulla centralina in realtà è 4 l/min, perché temevo,
evidentemente a ragione, che tendesse gia a sovrastimare. I fattori flusso e capacità termica comunque
sono una costante, se dovessi riuscire a fare delle rilevazioni precise e determinare l'errore della centralina
potrei correggere i dati anche a posteriori (della serie se domani scopro che gli 11 KWh misurati dalla
centralina sono in realtà 10, basta che applichi il coefficente 10/11 a tutte le letture).

Sul discorso antistagnazione sui tubi, se i tubi funzionano come si dice, comunque la loro dispersione
è poca come dice fcattaneo, forse è plausibile contare sulle dispersioni che avvengono fuori dai tubi, su
tutto il resto dell'impianto.
Secondo voi la funzionalità che ho riportato prima della mia centralina può aiutare a ridurre i miei problemi estivi?
Tenete conto che non ci sono parametri, si attiva o disattiva.

[sergio&teresa]

Ciò che scrivi sull'auto in effetti accade, ma sei certo sia un fenomeno radiativo?

Abbastanza, per diversi motivi.
1) Se c'è sereno e la T dell'aria è qualche grado sopra lo zero, al mattino trovo comunque i vetri e il tetto ghiacciati. Le portiere no. Se fosse solo convezione anche loro dovrebbero ghiacciare allo stesso modo. Se fosse convezione perchè ghiacciano tetto e vetri con T dell'aria sopra lo zero?
2) Se c'è nuvolo e la T dell'aria è qualche grado sopra lo zero, al mattino non trovo mai i vetri e il tetto ghiacciati. Proprio perchè quando c'è c'è nuvolo c'è solo convezione mentre non c'è irraggiamento.
3) Prova a mettere un vetro appoggiato all'auto in verticale all'aperto, vedrai che non ghiaccia (a meno che non faccia veramente tanto freddo).
4) Oppure prova a mettere un'auto sotto una tettoia molto più alta dell'auto (allo stesso modo con cui metteresti un termosifone in una stanza: il soffitto non gli blocca certo la convezione...).

E' lo stesso principio (irraggiamento notturmo) per cui quando c'è sereno si forma un sacco di brina sui prati (e nebbia), mentre quando c'è nuvolo no. Ne abbiamo anche parlato osservando le diverse temperature che ci sono tra T esterna e T pannelli sui Liveplant e sull'impianto di cristianc.

Mai avrei pensato che a parità di potenza la portata potesse passare da 4 a 5 lt/min ma in effetti il glicole è molto viscoso (come molti idrocarburi).

Succede anche senza glicole. Vi posto un collage di grafici del 4 Gennaio scorso in cui ho segnato con una freccia a sinistra i valori di portata ballerini intorno a 3.6 l/min del mattino, con TR intorno a 18° (come si vede dal grafico superiore, curva marrone)), e con una freccia a destra il valore di portata appena sopra 4.5 l/min del pomeriggio, con TR intorno a 30° (sempre come si vede dal grafico superiore, curva marrone). Entrambe le situazioni corrispondono allo stesso stadio di modulazione del circolatore (88%).

[sergio&teresa]

se passo le ferie a tirare giu i dati della centralina solare
ogni 15 minuti mia moglie mi caccia di casa

Ma infatti tu devi usare un'altra tecnica...
"Cara, hai visto che ci sono i saldi?"

2-3 ore assicurate un sabato mattina...

[STAFF]

In pratica se mantenendo la T. nei pannelli a 120 gradi con i piani perdi in dispersioni al collettore poco meno di 2 Kw con lo stesso campo di sottovuoto perdi solo 0,4 Kw .....

Per i calcoli ho considerato una superficie captante di 4,5 Mq. , una T esterna di 30 gradi e una T nei collettori di 120 gradi.

Secondo me si sta omettendo la capacità antinucleazione di questa funzione,che è molto importante, considerate invece solo quella convettiva aria-assorbitore che per i tubi è meno importante.

Non ho considerato la perdita convettiva nei tubi anche perche questa e' quasi inesistente.
Ho considerato la perdita di 1 W al Mq. per K che e' piu' o meno io dato simile per ogni tubo e che riguarda l'irraggiamento.

.. quello che non ho considerato e la perdita nel circuito primario che naturalmente e' uguale sia nei tubi che nei pannelli piani e che potrebbe determinare il successo della funzione di antistagnazione anche nei tubi a patto che si applichi a campi solari di modeste dimensioni.

Mi e' molto chiara come funziona e come va usata la funzione di antistagnazione della centralina ,invece non so cos'è l'antinucleazione.... magari se me lo spieghi imparo anche io qualcosa .

Ciao,
F.

[Mauro1980]

1) Se c'è sereno e la T dell'aria è qualche grado sopra lo zero, al mattino trovo comunque i vetri e il tetto ghiacciati. Le portiere no. Se fosse solo convezione anche loro dovrebbero ghiacciare allo stesso modo. Se fosse convezione perchè ghiacciano tetto e vetri con T dell'aria sopra lo zero?
2) Se c'è nuvolo e la T dell'aria è qualche grado sopra lo zero, al mattino non trovo mai i vetri e il tetto ghiacciati. Proprio perchè quando c'è c'è nuvolo c'è solo convezione mentre non c'è irraggiamento.
3) Prova a mettere un vetro appoggiato all'auto in verticale all'aperto, vedrai che non ghiaccia (a meno che non faccia veramente tanto freddo).
4) Oppure prova a mettere un'auto sotto una tettoia molto più alta dell'auto (allo stesso modo con cui metteresti un termosifone in una stanza: il soffitto non gli blocca certo la convezione...).

E' lo stesso principio (irraggiamento notturmo) per cui quando c'è sereno si forma un sacco di brina sui prati (e nebbia), mentre quando c'è nuvolo no. Ne abbiamo anche parlato osservando le diverse temperature che ci sono tra T esterna e T pannelli sui Liveplant e sull'impianto di cristianc.

Non sono esperto di fenomeni atmosferici, ma sento di avere qualche dubbio, non sulla validità dei concetti, ma sulla loro portata.
1) sei certo che la T fosse stata superiore a 0°C tutta la notte? mi sembra strano, perché le ultime due giornate qui, molto serene,ma con T di poco inferiori allo 0°C per poche ore (-1°C) non hanno creato brina sul giardino (che ricordo è molto grande e ben visibile al cielo) la ragione è che stamattina alle 9 c'erano già 4°C ed adesso ben 9°C
2) ineccepibile che non ci sia ghiaccio se la T è sempre sopra lo 0
3) il vetro verticale non è nemmeno il luogo più favorevole alla cristalizazione, nemmeno i muri lo sono, anche quelli freddi non scaldati
4) una tettoia di 4 metri blocca la convezione, sto parlando di scambiare calore con elevati volumi di aria, non 4 metri di colonna d'aria

Il giorno dopo una giornata serena e soleggiata si forma nebbia perché il sole irradiando il terrreno, ha fatto evaporare l'acqua ivi contenuta, quando si abbassa la T dell'aria (di sera) il vapore condensa formando nebbia (goccioline in sospensione) dalle mie parti si dice l'è gnida so la fumana

Riguardo la formazione di condensa e brina vanno poi consideranti anche fenomeni fluidodinamici, vicino alle superfici le velocità dell'aria sono più basse, favorendo così la formazione di rugiada e brina (es tra tenda e vetro)

Succede anche senza glicole.

la viscosità diminuisce con la T per tutti i liquidi, ma per gli idrocarburi maggiormente, si spiegano così queste grandi differenze di portate a potenza elettrica costante (+25%)

magari se me lo spieghi imparo anche io qualcosa

non voglio annoiare nessuno,si potrebbero scrivere pagine, spero di essere chiaro in poche parole
Quando un liquido, in tal caso acqua e glicole, arriva alla T di saturazione, il pelo del liquido a contatto con il gas sovrastante inizia ad avere la forza per contrastare la pressione cui è sottoposto.
Quando la T di parete, per un liquido in quiete, supera la T sat, in un primo momento abbiamo solo fenomeni di convezione naturale, ma all'aumentare della T, iniziano a formarsi bolle isolate che si originano in centri (T cui corrisponde l'ebollizione incipiente), chiamati centri di nucleazione (visibile quando facciamo bollire l'acqua nella pentola)
All'aumentare ulteriore della differenza tra T sat e T parete aumenta fortemente la formazione di bolle e dei dei flussi termici tra parete e liquido (W/mq), il flusso termico diventa proporzionale al cubo della differenza di T, mentre in regime di convezione naturale è proporzionale al DT.
La formazione di bolle asportando così fortemente il calore auto innesca ulteriore formazione di bolle, perché il sole continua a fornire calore, e ne fornira sempre più perché viene rapidamente asportato.

Con quella funzione invece mantenendo la T di parete di poco superiore a T sat (ricavabile da pressione e percentuale glicole) ma ancora inferiore a T nucleazione, posso evitare la formazione di bolle e quindi mantenere bassi i flussi termici fluido-tubo.

Qui un diagramma dell'ebollizione per l'acqua a pressione atmosferica



Ovviamente a tutto c'è un limite, anche quella funzione l'ha, tant'è che per un campo di dimensioni generose le sole soluzioni sono
1) svuotamento (es Rotex)
2) dissipazione con radiatore esterno azionato da termostatica (come ha fatto Fringui)

[sergio&teresa]

Mauro, non sei esperto di fenomeni atmosferici, ma poi ne parli con una sicumera... Da parte mia mi limito a fare copia/incolla da wikipedia ("brina")...

"La brina da irraggiamento è la più comune in Italia e si forma soprattutto su superfici che tendono a perdere calore: è frequente soprattutto durante le notti invernali con cielo sereno e calma di vento, condizioni che favoriscono la dispersione del calore. Si forma per il brinamento del vapore acqueo su una superficie fredda (suolo, oggetti, tetti): quindi occorre che il punto di rugiada sia maggiore della temperatura superficiale ma inferiore a 0 °C"

"La gelata avviene quando la temperatura dell'aria scende sotto 0 °C e si forma uno spesso strato di brina direttamente per brinamento del vapore acqueo contenuto nell'aria. A differenza della brina propriamente detta, in questo caso sia la temperatura dell'aria che degli oggetti sono sotto 0 °C."

Certo wikipedia non è il corso di fisica dell'atmosfera. Al limite ci iscriviamo sul forum di Stefano Ghetti (metereologo di Radio Capital) e glielo chiediamo.

Per chiudere l'ot, ripeto quanto ho già detto: io non ho esperienza di collettori a tubi, tu l'avrai tra poco, se il fluido andra sottozero o se si formerà la brina ce lo dirai (e ci dirai che T dell'aria c'erano).

[Mauro1980]

Mostro sicumera solo sulle parti di cui sono sicuro, ma ho dubbi, che ho ben espresso, su quelle che non mi sono chiare

In entrambe le citazioni leggo di T inferiori a 0°C, mentre nel tuo esempio parli di T superiori a 0°C e sulle domande non ho risposte

Ritornando poi al sistema di dissipazione che secondo me anticipa la nucleazione, supposizione realistica

se il produttore mi dice che fino a 200°C non ho stagnazione (tutto da vedere) usando tal pressione e questa % di glicole, d'estate in condizioni di cielo sereno, qual'è il rendimento del pannello a 200°C?

Con 4,5 mq di sup assorbente quanto calore devo asportare per mantenere il pannello a 200°C?

usando le formule scritte da Sergio (uso valori a spanne, ma rendono l'idea)
fermando e facendo ripartire il fluido con accumulo a 80°C e T esterna 40°C

W1 = W*eta0 - a1*DT1 = 1000*0.8 - 1,5*40 = 720W/mq che sono circa 3 kW per 4,5 mq di superficie, ancora tanti
sul discorso stagnazione,

Se con stagnazione intendiamo il punto con rendimento nullo, per i piani a T sui 170°C, per i tubi oltre i 200°C
Si riesce a trovare un fluido, acqua-glicole, ad una percentuale tale e ad una pressione da non degradarsi?

Ma forse è meglio aprire un topic a parte

[sergio&teresa]

Leggi meglio... nel primo copia/incolla e' il punto di rugiada che deve essere sottozero... mentre non si parla di T dell'aria. Nel secondo copia/incolla invece si parla di T dell'aria (nota: "a differenza di").

[Mauro1980]

parlare però di T di rugiada in zone come la val padana con UR notturni prossimi al 100% (adesso qui siamo al 90%)

ho modificato il post precedente

[cristianc]

riguardo i dati di Radiazione globlale giornaliera pubblicati dall'osservatorio metereologico della mia
regione non ho ancora trovato spiegazioni dettagliate, però ho dato un'occhiata all'archivio di ENEA,
questo e
in effetti mi da dati coerenti (anche se sono i dati giornalieri medi mensili)
con quelli dell'OSMER locale, ad esempio per dicembre nel '99 4,3 MJ/m2 e per gennaio 5,9 MJ/m2

P.S.
a pensarci bene, io moltiplicavo per il cos(45°) ma a dicembre una superfice inclinata di 45° riceve
più sole di un piano orizzontale, devo dividere per il cos(45°)?

[sergio&teresa]

Sicuramente moltiplicare e' un errore, ma dovrebbe essere un errore anche dividere. Stasera vedo di farci una pensata migliore...

[cristianc]

rileggendo meglio credo sia come dicevi tu, usare il cos(45°) per passare dalla radianza sul piano orizzontale
a quella su un piano inclinato di 45° comporta una buona approssimazione, che è tanto più grande
quanto più il sole è "distante da SUD". Mi ero dimenticato di questo ragionamento e per la verità mi
ero posto la domanda tempo su come PVGIS o ENEA facessero il calcolo per le superfici inclinate.
l'uso del cos sarebbe corretto se fosse la mia sup inclinata a ruotare da est a ovest.

[sergio&teresa]

rileggendo meglio credo sia come dicevi tu, usare il cos(45°) per passare dalla radianza sul piano orizzontale
a quella su un piano inclinato di 45° comporta una buona approssimazione, che è tanto più grande
quanto più il sole è "distante da SUD".

Non solo.... è tanto più grande quanto più 45° è diverso dall'angolo di elevazione del sole (o meglio dal suo complementare a 90°), ma questo vale solo quando l'orientamento della superficie coincide con l'azimut del sole. Per gli altri azimut bisognerebbe fare il calcolo usando l'angolo di incidenza sulla superficie dei pannelli.

Poi ci sarebbe anche l'IAM....

[sergio&teresa]

per passare dalla radianza sul piano orizzontale a quella su un piano inclinato di 45°...

E' abbastanza semplice fare questo calcolo in condizioni in cui il sole esattamente davanti ai pannelli (mezzogiorno per orientamento a sud, tanto per intenderci). Per orientamenti diversi la cosa si fa più complicata, e bisogna riferirsi all'angolo di incidenza sulla superficie.

Nella situazione semplice, per passare dalla radianza sul piano orizzontale (Wh) a quella su un piano inclinato di un certo angolo (beta) bisogna prima trovare la radianza su un piano inclinato ad un angolo complementare all'elevazione del sole (alfa). E questa radianza (Wp) è pari alla radianza Wh su piano orizzontale divisa per il coseno dell'angolo complementare ad alfa, ovvero anche a:

Wp = Wh/sin(alfa)

A questo punto basta moltiplicare Wp per il coseno dello scostamento dell'inclinazione beta del pannello dall'angolo di perfetta perpendicolarità, ovvero:

W(beta) = Wp * cos(90-alfa-beta) = Wh/sin(alfa) * cos(90-alfa-beta)


Ho provato a calcolare le radianze su piano inclinato come i miei pannelli per la mia zona nei giorni della scorsa settimana (dal 7 Gennaio al 13 Gennaio), che è stata sempre soleggiata, per confrontarli con il dato di massima radianza media dato da PVGIS per il mese di Gennaio in giornate clear-sky (sempre per la mia inclinazione e la mia zona), ovvero 817 kWh/mq. Le radianze su piano orizzontale le ho prese da un sito che mostra i dati meteo di una zona qui vicino. I risultati sono interessanti... Il dato calcolato nella maggior parte dei casi è superiore a quello dato da PVGIS, allego tabella con i valori e gli scostamenti.

radianze gennaio.ods

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Almeno per il mese di Gennaio la media clear-sky data da PVGIS sembra quindi un po' bassina (ammesso e non concesso che la misura di radianza data da quel sito sia corretta).