Pannelli Solari ad Alte prestazioni per Acqua Calda gli Heat Pipe

C’è una falsa credenza che circola fra tutti coloro che si avvicinano ai dispositivi di produzione di acqua calda solare: questi impianti non funzionano quando manca il sole, ovvero nelle giornate nuvolose. Le cose non stanno così, o meglio, non sono vere se si usano i giusti componenti, i pannelli solari ad alte prestazioni, ovvero quelli Sottovuoto, chiamati anche heat pipe.

Nei sistemi di produzione di acqua calda per uso sanitario si usano spesso pannelli solari piani, ovvero dispositivi semplici ed economici che funzionano tutti alla stessa maniera: un collettore  assorbe i raggi del sole e passa il calore generato ad un fluido termovettore. Il fluido termovettore è tipicamente acqua che in estate raggiunge anche temperature di 70 gradi. Viene poi miscelata con quella fredda per un pronto uso con docce e rubinetti. Insomma tutto abbastanza semplice.

Quando però manca il sole, il funzionamento è compromesso. E’ vero che l’acqua calda può essere generata anche nelle giornate invernali in presenza di sole, ma in quel caso va accumulata in serbatoi coibentati dotati di resistenza elettrica che si attiva quando si scende sotto determinate temperature. Se dobbiamo però utilizzare l’elettricità per produrre acqua calda tanto vale utilizzare lo scaldabagno.

Nelle giornate nuvolose, ma con una buona luminosità con i pannelli sottovuoto, heat pipe si raggiungono temperature che sfiorano i 40 gradi.

Come funzionano i pannelli solari ad alte prestazioni

Se volete saperne di più sull’esatto funzionamento fisico potete consultare la relativa pagina Wikipedia. Vi basti sapere che un sistema sottovuoto heat pipe è realizzato con tubi di metallo termoconduttore chiuso, ad esempio il rame o l’alluminio, che contiene un fluido refrigerante come etanolo o acqua; il resto del tubo è riempito dal vapore del liquido, in modo che non siano presenti altri gas. Tutto ciò serve per trasferire calore dal sole all’ acqua fredda del tubo grazie all’evaporazione e condensazione del refrigerante. L’estremo caldo, a contatto con una sorgente di calore, cede calore al liquido refrigerante, che vaporizza e perciò aumenta la pressione del vapore nel tubo.

I tubi di calore utilizzati in questi collettori solari hanno un punto di ebollizione di soli 30 gradi, quando il tubo di calore supera queesta temperatura l’acqua comincia ad evaporare.

Il sistema è molto efficiente e garantisce la realizzazione di acqua calda a 35 gradi anche in giornate di nuvolosità. Una tale temperatura è perfetta per effettuare docce, ma anche per riscaldare la casa tramite riscaldamento a pavimento. Si possono raggiungere 19-20 gradi con un sistema a pannelli radianti associato ad un impianto con pannelli sottovuoto ed in più possiamo godere anche degli incentivi per il solare termico.

La longevità di un tubo sottovuoto è altissima. Se la qualità dei materiali con cui è realizzato il tubo è buona, purezza del rame elevata contenente solo tracce di ossigeno e altre impurità, possiamo andare avanti anche per 30 anni.

I tubi vengono innestati in parallelo a baionetta nel sistema di raccolta d’acqua, in questo modo la rottura di uno di essi non pregiudica il sistema. L’acqua può raggiungere le nostre case attraverso la normale gravità, i pannelli devono essere installati in alto rispetto all’ impianto casalingo, oppure attraverso un sistema a circolazione forzata con pompa elettrica.

Per quel che riguarda i prezzi un sistema heat pipe sottovuoto a 30 tubi con serbatoio coibentato da 250 litri, sufficiente per una famiglia di 4 persone costa circa 1500-1800 euro. Una caldaia a gas può essere allacciata al serbatoio stesso dotato di sensore. Quando la temperatura dell’ acqua scende al di sotto di un certo livello si attiva la caldaia a gas che la scalda.

Per il fai da te c’è anche chi è riuscito a realizzare pannelli solari sottovuoto in casa, il video qui sotto in inglese spiega come realizzarli nel proprio garage.