Solare termico per ACS: quanti dubbi, ma lo voglio!
Inviato: ven mar 15, 2013 9:25 pm
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.
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.
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...