Un collettore solare trasforma la radiazione solare in calore. L’elemento principale è l’assorbitore, che ha la funzione di assorbire la radiazione solare incidente e di trasformarla in calore. Solitamente è composto da un metallo con buona capacità di condurre il calore (per esempio il rame).Un buon contatto termico tra l’assorbitore e un fluido termovettore in circolazione (per esempio acqua, glicole oppure aria) permette la cessione del calore al fluido termovettore e di conseguenza il trasporto fuori dal collettore del calore pronto per essere usato.
Per ridurre le dispersioni termiche e per migliorare il rendimento del collettore, l’assorbitore viene provvisto di una copertura trasparente frontale, mentre lateralmente e sul retro viene coibentato. Nei collettori a tubi sottovuoto ogni striscia di assorbitore è inserita in un tubo di vetro in cui è stato creato il vuoto. Questo comporta un’ottima coibentazione che rende possibile il raggiungimento di temperature di lavoro anche nel campo del calore per processi industriali.
Per il riscaldamento dell’acqua di piscine si utilizzano collettori senza copertura in materiale plastico (per esempio PP = polipropilene, EPDM = caucciù sintetico), poiché le temperatura necessarie sono relativamente basse.
Tipi di impianti trattati
Impianto a circolazione naturale
Negli impianti a circolazione naturale la circolazione tra collettore e serbatoio di accumulo viene determinata dal principio di gravità, senza energia addizionale. Il fluido termovettore si riscalda all’interno del collettore. Il fluido caldo all’interno del collettore è più leggero del fluido freddo all’interno del serbatoio, tanto che a causa di questa differenza di densità si instaura una circolazione naturale. Il fluido riscaldato cede il suo calore all’acqua contenuta nel serbatoio e ricade nel punto più basso del circuito del collettore, per questo il serbatoio si deve trovare in un punto più alto del collettore.
Gli impianti a circolazione naturale, solitamente sono compatti e hanno il serbatoio di accumulo integrato. Sono usati per il riscaldamento dell’acqua sanitaria domestica, in particolare nelle zone dove non esistono significativi fenomeni di gelo.
Impianto a circolazione forzata
Un impianto a circolazione forzata è formato da un collettore solare connesso attraverso un circuito ad un serbatoio localizzato nell’edificio. All’interno del circuito solare si trova acqua o un fluido termovettore antigelo. La pompa di circolazione del circuito solare è attivata da un regolatore differenziale di temperatura che si attiva quando la temperatura all’interno del collettore è superiore alla temperatura di riferimento impostata nel serbatoio di accumulo. Il calore viene quindi trasportato al serbatoio di accumulo e ceduto all’acqua sanitaria mediante uno scambiatore di calore.
Gli impianti a circolazione forzata sono adatti quando i collettori hanno grandi dimensioni e dove ci sono sistemi centralizzati per il riscaldamento, inoltre in zone con significativi fenomeni di gelo, il circuito del collettore è riempito con liquido antigelo.
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