Solare termico per ACS: quanti dubbi, ma lo voglio!

[zazaz]

Salve a tutti,
sono un nuovo iscritto, ma che segue PortalSole da un po', perché ho trovato molto materiale interessante per cercare di capire, almeno un minimo, il mondo degli impianti solari termici.

Come vedete il post è molto lungo, quindi ringrazio da subito coloro che avranno tempo e voglia di leggersi le probabili amenità che ho scritto.

Veniamo al dunque e quindi alla marea di dubbi che continuano ad assalirimi, riguardo al compromesso migliore che potrei trovare riguardo all'impianto termo-sanitario, dato che mi sito apprestando ad alcuni lavori di ristrutturazione a casa.

Vivo in provincia di Varese ed abito una casa unifamiliare singola, disposta su due piani più scantinati, da circa 90 mq cadauno.
La casa è discretamente isolata (si potrebbe sempre aver fatto di meglio…), dato che nella pareti ci sono 6 cm di poliuretano espanso e sul tetto 8 cm dello stesso materiale.
I serramenti sono (in realtà lo saranno tra poco) in PVC con vetri doppiacamera a bassa trasmittanza.
Attualmente, l'impianto termico è a termosifoni in allumino, alimentati da una caldaia a condensazione, ma senza sonda esterna e che quindi non lavora "in climatica", installata ex-novo 3 anni fa. L'ACS è prodotta in un boiler da 150l alimentato dalla caldaia, che comunque risulta piccolo per le mie esigenze di famiglia composta di 4 persone.

Nei lavori di ristrutturazione è stato incluso un leggero aumento degli elementi dei caloriferi, laddove possibile, in modo da poter aumentare almeno un po' i rendimenti della caldaia, abbassando significativamente le temperature di esercizio. A detta del termotecnico, la temperatura massima esercizio dovrebbe attestarsi attorno ai 60°C quando la temperatura esterna diventa rigida (nella mia zona, dicembre e gennaio possono avere temperature medie giornaliere di diversi gradi sotto lo zero) contro gli attuali 70-75°C necessari a gestire l'impianto in modalità "ON/OFF" controllata da cronotermostati e valvole di zona (una coppia per piano). Chiaramente quando la temperatura esterna diverrà meno rigida, la sonda climatica abbasserà quanto serve la T° di mandata, a tutto vantaggio dei rendimenti.

Ovviamente si è pensato ad integrare la produzione di ACS con un impianto solare termico.
L'integrazione al riscaldamento è stata ahimè esclusa (al di là del fatto che l'impianto è comunque a termosifoni e con temperature non sufficientemente basse) soprattutto perché non ho la possibilità di installare efficacemente più di 5-6 m2 di collettori. Questo a causa della conformazione del tetto, composto da una miriade di falde su più livelli, con superfici esposte a sud decisamente risicate. In compenso, dato che il punto d'installazione resterebbe abbastanza nascosto alla vista, ho la possibilità di raggiungere buone inclinazioni (fino a 55-60°) dei collettori, con esposizione in pieno sud, senza inficiare l'estetica dell'edificio in maniera sensibile.

Mi sono stati proposti solamente impianti a circolazione forzata, in pressione, con boiler classici a doppio serpentino, talvolta con prezzi anche abbastanza importanti.

Leggendo Portalsole, però, mi sono fatto l'idea che gli impianti "Drain-Back" siano concettualmente migliori, fosse solo per il discorso che eliminano l'eventualità di stagnazione estiva e tutte le conseguenze negative che ne derivano.
Ovviamente mi sono interessato a Rotex, secondo me l'unica casa a proporre impianti di questo tipo progettati davvero bene dal punto di vista dei rendimenti, e devo dire che a me piace molto il sistema delle pompe di circolazione/riempimento "multiple" in modo da ottimizzare al massimo anche i consumi elettrici.
Quello che invece non mi convince, è il sistema di scambio termico, per così dire, "inverso" dei Sanicube. OK l'eliminazione del rischi legionella. OK, l'ottima stratificazione consentita dalla bassa conducibilità termica del serbatoio in materiale plastico. Ma, dati tecnici alla mano, la produttività in termini di portata e di quantità producibile di ACS sono ben inferiori a quelli ottenibili da boiler classici a doppio serpentino di pari volume connessi col generatore a combustibile "in carico".
La cosa non mi piace, perché come dicevo sopra, il fabbisogno in famiglia di ACS è abbastanza elevato.
Inoltre, avendo già a disposizione una caldaia praticamente nuova, vorrei evitare di doverla sostituire con una di quelle "istantanee" per sfruttare al meglio il collegamento in serie o "in scarico" che dir si voglia.

Detto ciò, ho elucubrato a lungo su altre soluzioni.

La possibilità di collegare semplicemente in serie due boiler, uno scaldato dal solare, l'altro dalla caldaia, mi creerebbe il problema di mantenere caldo il boiler della caldaia anche quando l'ACS non è in erogazione e durante il periodo estivo, quando probabilmente l'apporto solare sarebbe molto elevato.
Per contro, i classici boiler a doppio serpentino, non garantiscono stratificazioni tali da sfruttare al meglio il timido sole invernale, perché per far partire la produzione occorre sempre attendere che la temperatura dei pannelli sia superiore a quella della parte bassa del boiler.

Quindi sono arrivato alla conclusione che la soluzione per ottimizzare, da un lato disponibilità di portata e di quantità di ACS, dall'altro il rendimento dell'apporto solare, potrebbe essere quella di realizzare un impianto a doppio boiler, "ibrido", che sfrutti sia i benefici del collegamento in carico sia quelli del collegamento in scarico.

Come fare?

Il campo solare sarebbe unico. Così come il gruppo di circolazione e la centralina di gestione.
Recupererei il "vecchio" boiler da 150l come preriscaldo, collegandolo solo al circuito solare. Una valvola termostatica a tre vie deciderebbe se inviare il fluido proveniente dai pannelli solo a questo boiler oppure dapprima allo stadio inferiore del nuovo boiler a doppio serpentino e poi, in serie, al presirscaldo, a seconda della temperatura di mandata dai pannelli.
La centralina avrebbe i sensori collegati nei seguenti punti:
1 - ai collettori
2 - sul fondo del primo boiler, quello esclusivamente "solare", da 150l
3 - In testa al secondo boiler, quello a doppio serpentino, da 300l, con la caldaia a gas collegata in carico

I vantaggi economici di questa soluzione sarebbero legati al recupero del vecchio boiler da 150l ed alla relativa spesa della valvola a tre vie aggiuntiva.
Quelli tecnici sarebbero un aumento della disponibilità di ACS, un miglior rendimento del solare sia in estate che in inverno, ed una maggiore quantità di accumulo dove smaltire il rischio di stagnazione estiva in un impianto non pensato per lo svuotamento.

I problemi che mi vengono in mente sono essenzialmente due:
- il rischio che il primo boiler da 150l vada in ebollizione in estate (le centraline standard hanno una sola sonda per controllare la temperatura massima dell'accumulo)
- il rischio legionella nel primo boiler, che non beneficerebbe del ciclo ad alta temperatura previsto periodicamente dalla caldaia a metano.

Il primo problema potrebbe essere facilmente risolto collegando un relè termostatico, normalmente chiuso, con sonda sulla testa del boiler, che stacca l'alimentazione del circolatore solare se l'accumulo va oltre la T°max di sicurezza.

Il secondo problema lo vedo più macchinoso, anche se abbastanza relativo come percentuale di rischio, se non in eventuali periodi di lungo inutilizzo dell'ACS (es. ferie). Certo che se riuscissi ad avere "garanzie" anche da questo punto di vista, dormirei sonni più tranquilli.
L'idea che qualcuno mi ha tiepidamente proposto, di inserire un dosatore di cloro tipo piscina sull'ingresso dell'acqua fredda, va a cozzare con l'etica di rispetto ambientale legato all'impiego di energia da fonti rinnovabili.

Appena riesco a digitalizzare il disegno, posterò anche uno schema di quanto sopra.

Adesso, trucidatemi pure e datemi le vostre opinioni, anche se fossero il massimo della negatività.
Da qualche parte deve esserci "la falla" nella mia ipotesi...

Chiaramente, l'alternativa sarebbe quella di un classico impianto a CF con boiler a doppio serpentino "in carico".


Scusate ancora la lunghezza del post e grazie a tutti coloro che vorranno provare ad aiutarmi.

[zazaz]

Provo ad allegare uno schema.

Scusate lo scarabocchio, ma non ho un altro software per disegnare...

Schema Solare.pdf

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[sergio&teresa]

C'è una cosa che non capisco: dici di avere un consumo di acs elevato e questo non sarebbe compatibile con l'acs fornibile dalla serpentina istantanea di un Sanicube. Da dove lo deduci?

Seconda osservazione: dici che in caso di raggiungimento di T elevate nel boilerino spegni il circolatore e fine della storia... Ok, ma così ti bollono i pannelli... E siccome dovrai usare il glicole dove vivi, sarebbe un bel problema.

Se ti piace il sistema a svuotamento, lo metti a funzionare da solo in preriscaldo al tuo boiler attuale in inverno e come unico fornitore di acs (a caldaia rigorosamente spenta) in estate, e hai finito le elucubrazioni. Dai un'occhiata allo schema di Fabrizio che lavora così sull'acs (oltre che sul riscaldamento, ma a te non servirebbe).

Fatti mettere la sonda climatica su quella caldaia a condensazione, nella mezza stagione non ha senso mandare anche "solo" 60° ai termosifoni.

Se metti 4-5 mq di solare termico per sola acs lasciali pure a filo falda, non serve tirarli solo per avere qualche kWh in più sull'acs d'inverno.

Infine: giusto recuperare tutto il recuperabile, ma verifica che il boilerino da 150 litri non sia un colabrodo di calore.

Ciao
Sergio

[STAFF]

La possibilità di collegare semplicemente in serie due boiler, uno scaldato dal solare, l'altro dalla caldaia, mi creerebbe il problema di mantenere caldo il boiler della caldaia anche quando l'ACS non è in erogazione e durante il periodo estivo, quando probabilmente l'apporto solare sarebbe molto elevato.

No, basta mettere un circolatore che faccia ricircolare l'ACS tra i 2 accumuli quando il boiler della caldaia si trova ad una T inferiore a quello del solare. ( di solito succede in estate )

X questo serve solo un termostato differenziale e una circolatore adatto ad uso ACS.

Quella dei 2 accumuli in serie e' la soluzione migliore.

Ciao,
F.

[zazaz]

Buongiorno Sergio, grazie per l'attenzione.
Inserisco le risposte alle tue domande direttamente sul messaggio quotato.

C'è una cosa che non capisco: dici di avere un consumo di acs elevato e questo non sarebbe compatibile con l'acs fornibile dalla serpentina istantanea di un Sanicube. Da dove lo deduci?

Dalle schede tecniche messe a confronto. Il sanicube da 500L produce portate basse per le mie esigenze.

Seconda osservazione: dici che in caso di raggiungimento di T elevate nel boilerino spegni il circolatore e fine della storia... Ok, ma così ti bollono i pannelli... E siccome dovrai usare il glicole dove vivi, sarebbe un bel problema.

OK, ma questo avviene su qualsiasi impianto a CF se va in stagnazione.
Avendo due boiler dove "smaltire" il calore (150L + 300L) di quei 5-6 mq di pannelli, penso che il rischio di stagnazione sia più basso che con il solo accumulo da 300L...

Se ti piace il sistema a svuotamento, lo metti a funzionare da solo in preriscaldo al tuo boiler attuale in inverno e come unico fornitore di acs (a caldaia rigorosamente spenta) in estate, e hai finito le elucubrazioni. Dai un'occhiata allo schema di Fabrizio che lavora così sull'acs (oltre che sul riscaldamento, ma a te non servirebbe).

Secondo me, il sistema in serie "classico" ha senso se si utilizza una caldaia istantanea o uno scambiatore a piastre per produrre l'ACS.
Con i boiler ad accumulo di ACS è diverso. L'unico effettivo vantaggio, sarebbe la maggior produttività dovuta al minor DeltaT dato dal preriscaldo. Per quello ho cercato di pensare ad un sistema, per così dire, "ibrido". Però, devo capire se può funzionare e quanto senso ha.

Fatti mettere la sonda climatica su quella caldaia a condensazione, nella mezza stagione non ha senso mandare anche "solo" 60° ai termosifoni.

Ovvio. So che il mio post è lunghissimo, ma l'ho scritto che sto montando la climatica. Questione di qualche giorno e l'avrò.

Se metti 4-5 mq di solare termico per sola acs lasciali pure a filo falda, non serve tirarli solo per avere qualche kWh in più sull'acs d'inverno.

Dici sia inutile per la sola ACS?
Io pensavo ad un'inclinazione di almeno 45° in modo da mediare un po' tra estate ed inverno.
Oppure è più producente puntare al massimo rendimento estivo (caldaia spenta)?

Infine: giusto recuperare tutto il recuperabile, ma verifica che il boilerino da 150 litri non sia un colabrodo di calore.

Guarda, io sono un chimico-formulatore di sistemi poliuretanci per isolamento termico. Il mio Boiler da 150L ha un isolamento in linea con il resto del mercato (produzione italiana).
Non faccio nomi, ma ti assicuro che ci sono marchi blasonatissimi che hanno isolamenti pessimi... Ma questo è un altro discorso.

Ciao
Sergio

[zazaz]

No, basta mettere un circolatore che faccia ricircolare l'ACS tra i 2 accumuli quando il boiler della caldaia si trova ad una T inferiore a quello del solare. ( di solito succede in estate )

X questo serve solo un termostato differenziale e una circolatore adatto ad uso ACS.

Quella dei 2 accumuli in serie e' la soluzione migliore.

Ciao,
F.

Grazie anche a te per l'intervento.
Un'altra pompa? Mi pare un consumo (pur piccolo) inutile.
In estate (GIU-LUG-AGO), spererei di spegnerla del tutto la caldaia... O sto sognando l'impossibile con 5-6mq di pannelli?

Grazie ancora.

P:S.: Chiaro che il tuo impianto di produzione di ACS (ho lo schema stampato nella mente! Tu hai la caldaia in carico sul secondo accumulo, mi pare di capire...) è probabilmente il miglior compromesso tra rendimento e produttività, ma avrebbe senso un investimento del genere per la sola ACS? Credo di no...

[STAFF]

Un'altra pompa? Mi pare un consumo (pur piccolo) inutile.
In estate (GIU-LUG-AGO), spererei di spegnerla del tutto la caldaia... O sto sognando l'impossibile con 5-6mq di pannelli?

P:S.: Chiaro che il tuo impianto di produzione di ACS (ho lo schema stampato nella mente! Tu hai la caldaia in carico sul secondo accumulo, mi pare di capire...) è probabilmente il miglior compromesso tra rendimento e produttività, ma avrebbe senso un investimento del genere per la sola ACS? Credo di no...

Sicuramente in estate con 5 mq. produrrai abbastanza x non accendere mai la caldaia.. soprattutto se metterai un accumulo che disperde pochissima energia termica come il Sanicube.

La mia soluzione e' esagerata x 4 persone... il solo Sanicube da 500 Lt e' largamente sufficiente.

Sono daccordo che la pompa di ricircolo adduce un consumo elettrico , ma puoi comunque lasciarla spenta ( o non installarma lasciando solo la predisposizione come ho fatto anche io ) .

Puoi tenerla come soluzione tecnica nel caso la produzione del solo Sanicube non basti... vedrai che poi non la installerai mai.

Ciao,
F.

[zazaz]

Boh... Non sono convinto della sufficienza di produttività del Sanicube...
Ripeto, dati tecnici alla mano, rispetto a boiler classici (primario in serpentina ed accumulo ACS) di pari volume la produttività è più bassa.

Sanicube SCS 538/16/0:
Prelievo max. 10 min. a 40°C con reintegro da 35KW: 220 litri.

Boiler classico 300L:
Prelievo max. 10 min a 40°C con reintegro da 25KW: 475 litri

...

Da tecnico del settore, ti dico che per avere dispersioni davvero minime, servirebbe avere almeno 10-12 cm di isolamento in poliuretano attorno al serbatoio.
Il Sanicube, sai quanti cm di isolamento ha mediamente sull'intercapedine?

Comunque, anche senza complicarmi (neanche tanto, poi) la vita con la tre vie termostatica, potrei sempre optare per delle valvole manuali per collegare in scarico i due boiler in inverno ed in carico in estate...

[sergio&teresa]

OK, ma questo avviene su qualsiasi impianto a CF se va in stagnazione.
Avendo due boiler dove "smaltire" il calore (150L + 300L) di quei 5-6 mq di pannelli, penso che il rischio di stagnazione sia più basso che con il solo accumulo da 300L...

Non è vero che è più basso, quando hai scaldato 450 litri al posto di 300 litri alla stagnazione ci arrivi comunque... non è un rischio, è una certezza, l'estate dura un sacco...

E infatti qualunque impianto CF (e un CN ancor di più) ha il problema della stagnazione da risolvere.

Dici sia inutile per la sola ACS?
Io pensavo ad un'inclinazione di almeno 45° in modo da mediare un po' tra estate ed inverno.
Oppure è più producente puntare al massimo rendimento estivo (caldaia spenta)?

Con pochi mq (non ha molto senso installarne tanti per sola acs perchè costano) io cercherei di puntare al solo rendimento estivo, poi d'inverno si fa quel che si può...

Ciao
Sergio

[zazaz]

Cioè, tu dici di mediare tra ammontare dell'investimento e rendimento estivo...
Effettivamente la cosa ha un senso...

[zazaz]

OK, ho guardato e riguardato lo schema dell'impianto di Fabrizio...
Credevo di averlo capito bene, ma mi sa che non è così...

Se ho capito bene, il solare scalda il Sanicube (a proposito, è un Solaris, vero?)
L'ACS entra nel serpentino di questo primo Sanicube. E fin qui OK. Poi a quello caricato dalla GSU, dove si riscalda ulteriormente?
Ed in estate come funziona? Cioè quando dite che il primo Sanicube fornisce già l'ACS sufficientemente calda.
Mica entra sul secondo accumulo, quando la caldaia sarà spenta, ovviamente...
C'è qualcosa che non capisco. Scusatemi, ma è tardi e sono fuso dal continuo pensare ad una soluzione per il mio impianto...


Tutto nasce dal fatto che stavo ripensando seriamente a questo consiglio di Sergio:

Se ti piace il sistema a svuotamento, lo metti a funzionare da solo in preriscaldo al tuo boiler attuale in inverno e come unico fornitore di acs (a caldaia rigorosamente spenta) in estate, e hai finito le elucubrazioni. Dai un'occhiata allo schema di Fabrizio che lavora così sull'acs (oltre che sul riscaldamento, ma a te non servirebbe).

Per spegnere la caldaia in estate dovrei escludere il 2° boiler caricato da questa, deviando con delle valvole la linea dell'ACS e prelevandola direttamente dal serpentino del Sanicube.
E se per il consumo mi finisce l'acqua calda? Accendo la caldaia ed aspetto tutto il tempo necessario che scaldi il boiler che avrò nel frattempo reincluso nell'impianto?
Oppure in estate metto la caldaia a caricare il Sanicube nell'eventualità che questo si raffreddi per troppo consumo?
Oppure dite che mi sto facendo pippe mentali per niente perché in esatte il Sanicube è sempre sufficiente per 4 persone che fanno anche più docce/bagni al giorno?

Abbiate pazienza, lo so che sono un rompiscatole...

Grazie ancora.

[sergio&teresa]

Un Sanicube è più che sufficiente per quattro persone: anche noi siamo in quattro quindi te lo dico per esperienza, poi è chiaro che sull'acs ci possono essere abitudini diverse.

Fabrizio non bypassa il secondo accumulo d'estate, semplicemente l'acs passando nella serpentina scalda anche il secondo accumulo (oppure drena calore quando nel primo il solare inizia a scarseggiare). E tiene la caldaia spenta.

È una configurazione che si può usare con un accumulo che disperde poco come il Sanicube, altrimenti è meglio bypassare.

[zazaz]

Grazie per la risposta, Sergio.

Un Sanicube è più che sufficiente per quattro persone: anche noi siamo in quattro quindi te lo dico per esperienza, poi è chiaro che sull'acs ci possono essere abitudini diverse.

Sì, ma tu hai la caldaia istantanea in serie. Hai detto niente...
Se il Sanicube si raffredda, hai sempre, ed istantaneamente, la possibilità di reintegro da parte della caldaia (e nel serpentino corrugato del Sanicube).
A mio parere non c'è nulla di meglio per l'ACS. A patto di avere acqua poco dura o un addolcitore per evitare problemi di calcare nello scambiatore della caldaia.

Fabrizio non bypassa il secondo accumulo d'estate, semplicemente l'acs passando nella serpentina scalda anche il secondo accumulo (oppure drena calore quando nel primo il solare inizia a scarseggiare). E tiene la caldaia spenta.

Ecco, allora non è che mi piaccia molto. Ci vorrebbero troppi Sanicube nel mio caso. Troppi soldi.

È una configurazione che si può usare con un accumulo che disperde poco come il Sanicube, altrimenti è meglio bypassare.

Che il Sanicube sia un buon prodotto non lo metto in dubbio. Ma sono davvero scettico sul fatto che disperda molto meno di un boiler standard di qualità.
L'isolamento è isolamento. Il poliuretano (che resta il miglior isolante termico, aerogel a parte) è poliuretano. Soprattutto dopo che è "invecchiato", il lambda è quello. E a parità di spessore...

Tornando al mio futuro impianto... Ho talmente tanti dubbi che NON arriverò mai ad una decisione...

[sergio&teresa]

Sì, ma tu hai la caldaia istantanea in serie. Hai detto niente...

Non ti seguo... D'estate la mia caldaia è sempre rigorosamente spenta. Sarebbe lo stesso se avessi una caldaia con accumulo....

Ci vorrebbero troppi Sanicube nel mio caso. Troppi soldi.

Di nuovo non ti seguo.... ti basta un sanicube, l'altro accumulo + caldaia tu ce l'hai già...

Metti in serie quello che hai ad un Rotex Solaris e sei più che a posto.

[zazaz]

Non ti seguo... D'estate la mia caldaia è sempre rigorosamente spenta. Sarebbe lo stesso se avessi una caldaia con accumulo....

OK.
Io dicevo che se l'ACS del sanicube non dovesse bastare, in una configurazione come la tua, basta accendere (anche in automatico) la caldaia ed hai risolto.
Con un bollitore non è così immediato.

Di nuovo non ti seguo.... ti basta un sanicube, l'altro accumulo + caldaia tu ce l'hai già...

Dicevo che Fabrizio, avendo due accumuli tenuti in caldo, ha una disponibilità di energia immagazzinata più ampia.
Il mio attuale accumulo non potrebbe fare lo stesso lavoro, solo col solare... Ahimé...

Metti in serie quello che hai ad un Rotex Solaris e sei più che a posto.

Non so, ci devo pensare perché la ritengo una soluzione non ottimale.
Comunque è un'ipotesi che tengo in considerazione.

Grazie.

P.S.: avrei atre mille domande, ma vi ho già "stressato" abbastanza...