Insieme pubblichiamo due articoli apparsi su Qualenergia.it il 12 marzo e il 9 aprile 2014.

Esaminiamo quali sono gli errori più frequenti e tipici e da evitare nella progettazione e installazione di impianti solari termici, riducendo al minimo la necessità di interventi di manutenzione. Vale la pena sottolineare, infatti, che la maggior parte dei malfunzionamenti degli impianti solari sono legati ad incuria nella progettazione o ad errori di montaggio piuttosto che a guasti imprevisti dei componenti dell'impianto. Per condurre questa analisi, faremo riferimento soprattutto ai risultati del recente studio “SolarCIP” condotto dalla società cooperativa RESEDA.

Le perdite di fluido termovettore, che possono portare allo svuotamento del circuito primario, sono una delle cause più comuni di malfunzionamento di un impianto solare. Tali perdite sono solitamente dovute ad una o più delle seguenti cause: errori di saldatura delle giunzioni, adozione di valvole, pompe o altri componenti che non garantiscono un'adeguata resistenza alle alte temperature e/o fluidi contenenti glicole. Queste ultime due caratteristiche, infatti, sono una peculiarità degli impianti solari termici da tenere sempre presente nella scelta dei componenti dell'impianto. Spesso le parti danneggiate o rotte non sono propriamente solari, ma semplici dispositivi idraulici di uso quotidiano per un installatore.

I punti più critici del circuito saranno quelli più caldi (all'uscita dei collettori solari) e gli elementi di giunzione. In questo caso, quindi, il pericolo verrà scongiurato progettando le connessioni in modo da limitarne il numero complessivo e scegliendo accuratamente i componenti idraulici in base alla loro resistenza al calore e alla loro compatibilità con fluidi speciali. A titolo di esempio, la foto (clicca per ingrandire) mostra una zona di ossidazione bianca, causata da una o più perdite di vapore e liquido ad alta temperatura (fonte: RESEDA).

Più in generale è bene ricordare che il circuito primario di un impianto solare termico subisce notevoli escursioni termiche dalla notte, quando non c'è circolazione, al giorno, quando l'irraggiamento solare porta ad un aumento della temperatura che, anche nel normale funzionamento , può raggiungere i 90°C.

Le valvole di sfiato, poste nella parte superiore degli impianti solari, hanno il compito di evacuare eventuali bolle d'aria presenti nel circuito primario. Sono, quindi, un componente essenziale soprattutto nella fase di riempimento dell'impianto quando devono essere lasciati aperti.

Nel funzionamento ordinario, però, si deve assolutamente evitare che queste valvole possano far fuoriuscire il fluido termovettore vaporizzato a causa di ristagni anche parziali. Ciò significa che devono essere utilizzate valvole di sfiato manuali o automatiche, ma dotate di valvola di intercettazione a monte della loro posizione. La foto (fonte: RESEDA) mostra un errore tipico, consistente nell'installazione di una valvola di sfiato automatico e senza alcun dispositivo di intercettazione.

Il vaso di espansione è il componente in grado di compensare la dilatazione termica del fluido termovettore contenuto nel circuito primario e, in caso di ristagno, di alloggiare il vapore prodotto dal raffreddamento del circuito stesso.

Un sottodimensionamento del volume di tale recipiente impedisce al vapore di trovare alloggio e, quindi, provoca un aumento della pressione nel circuito e l'eventuale apertura della valvola di sicurezza con conseguente perdita di fluido.

Sempre con riferimento al vaso di espansione, si consiglia di evitare che esso sia sottoposto ad eccessive sollecitazioni termiche dovute a dispersioni termiche. Ciò significa che per la sua installazione devono essere evitati punti caldi come la parte superiore dell'accumulo di acqua calda sanitaria.

La sezione esterna dei tubi di collegamento di un impianto solare deve essere opportunamente protetta con rivestimenti in alluminio, comunemente detti “coppelle”. La mancanza di questa precauzione, che si verifica troppo spesso negli impianti installati, può portare a notevoli danni allo strato isolante da parte di uccelli o roditori (vedi foto) e, nel migliore dei casi, può compromettere seriamente le prestazioni dell'isolante stesso. , esposto alla pioggia, si bagna perdendo le sue proprietà.

Come in ogni altro impianto tecnologico, anche gli impianti solari termici necessitano di un'adeguata manutenzione per garantire il corretto funzionamento e l'ottimizzazione delle prestazioni. Non presentando, nella maggior parte dei casi, una particolare complessità dell'impianto, il solare termico non necessita comunque di onerosi programmi di manutenzione, ma bensì di una verifica periodica di alcuni suoi parametri di funzionamento.

La necessità di manutenzione non è una specificità degli impianti solari termici e non è legata ad una presunta inaffidabilità di tali impianti. “Vigilare - riconoscere - intervenire” è, infatti, una regola che dovrebbe essere applicata a qualsiasi sistema di produzione di energia, al fine di garantirne la durata nel tempo ed ottenerne la massima efficienza. D'altro canto, le prestazioni deludenti degli impianti solari il più delle volte sono dovute non a debolezze tecnologiche, ma a negligenza nelle operazioni di manutenzione o ad una scelta errata di alcuni componenti idraulici tradizionali. Tuttavia, questo non viene percepito correttamente dall'utente e porta all'errata convinzione che il sistema solare non porti altro che problemi.

Ci vuole anche un po' di "autocontrollo". Alcuni parametri che ci raccontano lo stato dell'impianto sono direttamente verificabili dal proprietario. I collettori solari, ad esempio, sono il componente più importante dell'impianto e solitamente una semplice ispezione visiva permette di rilevare eventuali problemi. Una deformazione della lastra assorbente (vedi foto a destra), ad esempio, potrebbe comportare una perdita di efficienza, nonché una parziale rottura del sigillante, evidenziata da una massiccia presenza di condensa (vedi foto a sinistra).

Una piccola quantità di condensa, soprattutto nelle prime ore del mattino, è invece da considerarsi normale in quanto i collettori sono dotati di piccoli fori nel telaio per garantire la “respirazione”.

Anche l'integrità del vetro di copertura può essere verificata visivamente dal proprietario stesso, senza la necessità dell'intervento di esperti. Le finestre possono essere pulite come qualsiasi superficie di questo tipo anche se, salvo condizioni di sporco estremo, l'effetto lavante naturale della pioggia è sufficiente a garantire che lo sporco non influisca sulle prestazioni.

Una delle peculiarità dei sistemi solari rispetto ad altre tecnologie è il possibile raggiungimento di temperature elevate (anche superiori a 100 ÷ 150 °C) nel circuito primario. La resistenza di valvole, saldature, sigillante pompa e altri componenti deve essere verificata, soprattutto dopo il verificarsi di fenomeni di ristagno. Il guasto di uno di questi dispositivi potrebbe essere segnalato da perdite di fluido ed è particolarmente opportuno verificare i tratti di collegamento delle tubazioni, le zone più deboli dell'impianto.

Controlli più specifici, invece, dovrebbero essere effettuati da personale specializzato e sarebbe opportuno che una periodica frequenza di verifica ed eventuale manutenzione fosse stabilita e appaltata già al momento della consegna dell'impianto. Una frequenza auspicabile è annuale, anche se si potrebbe comunque prevedere un primo controllo dopo 6 mesi dall'installazione.

Le verifiche da effettuare sono numerose e qui si riportano, oltre a quelle sopra descritte, le più rilevanti ai fini del corretto funzionamento.

La portata del fluido termovettore nel circuito deve essere pari al suo valore di progetto. Eventuali riduzioni potrebbero indicare la presenza di depositi calcarei o altre ostruzioni.

Si deve poi verificare l'assenza di aria nel circuito, solitamente segnalata da rumori nelle tubazioni. L'apertura delle valvole di sfiato consente la fuoriuscita delle bolle d'aria.

Per quanto riguarda l'integrità dei componenti, punti particolarmente sensibili che devono essere controllati sono la membrana del vaso di espansione, le valvole di sfiato e le valvole di sicurezza.

Le perdite di fluido che indicano danni alla tenuta del circuito primario possono essere individuate sia visivamente che, con maggiore precisione, verificando il valore di pressione, che deve essere uguale a quello di progetto.

Un aspetto particolarmente rilevante nel caso in cui il circuito primario contenga una miscela di acqua e antigelo (che corrisponde alla quasi totalità degli impianti oggi installati) è la verifica dello stato e della composizione del fluido termovettore, soprattutto a seguito di fasi di ristagno che hanno coinvolto sua evaporazione parziale o totale. Prima di tutto, quindi, va verificata la percentuale di glicole antigelo presente nella miscela. Occorre poi verificarne l'acidità: il pH non deve scendere al di sotto di 6,6 altrimenti il ​​fluido potrebbe diventare pericolosamente corrosivo.

Quali sono i costi di manutenzione? Il costo può essere molto diverso da caso a caso, in quanto dipende dalla complessità dell'impianto e dalla qualità e affidabilità dei componenti utilizzati. Solitamente si stima un costo annuo dell'1 ÷ 2% dell'investimento iniziale. Per un piccolo impianto di acqua calda sanitaria con una superficie di 5 m2 e un costo di 5.000 €, ad esempio, si può ipotizzare un costo annuo compreso tra 50 e 100 €.

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Ingegnere Senior e Ricercatore - Responsabile Energie Rinnovabili per Ambiente Italia.Laureata in Ingegneria Meccanica con specializzazione nel settore energetico, ha conseguito un Dottorato di Ricerca in Energia presso l'...

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