Quando si parla di acqua calda solare spesso ci si riferisce al riscaldamento dell'acqua calda sanitaria con l'energia solare. Un sistema utilizzabile quasi all'infinito e senza costi legati al consumo di combustibile.
Indice:
- Funzione e tecnologia del riscaldamento dell'acqua
- Progettazione di sistemi solari termici per l'acqua calda
- Quanto deve essere grande il serbatoio dell'acqua potabile?
- Panoramica dei costi e dei potenziali risparmi
- Bonus per i sistemi solari di riscaldamento dell'acqua
- Acqua calda solare per lavatrici e lavastoviglie
Come avviene la produzione di acqua calda solare?
Un sistema di riscaldamento solare dell'acqua cattura la luce del sole e la converte in calore utilizzabile. Questa tecnologia, che esiste nella sua forma più semplice dal XVIII secolo, è oggi composta da collettori, una tubazione solare e un bollitore per l'acqua calda:
- I collettori solari, normalmente installati sul tetto di una casa, convertono la radiazione solare in calore
- La coppia di tubi trasporta il calore nell'abitazione dove è installato l'accumulo
- L'accumulatore solare di acqua calda (detto anche bollitore) conserva l'acqua calda potabile
(1) Caldaia murale a gas a condensazione Vitodens 200-W
(2) Bollitore combinato multivalente per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria e del riscaldamento centrale Vitocell 360-M con annesso bollitore solare
(3) Collettori piani Vitosol 200-FM
Fase 1: i collettori solari convertono la radiazione in calore
I collettori svolgono uno dei ruoli più importanti in un sistema solare per la produzione di acqua calda. Infatti, raccolgono la luce del sole e convertono la radiazione contenuta in calore utilizzabile. Si distingue a seconda della loro tecnica e struttura costruttiva:
- Collettori piani
- Collettori a tubi sottovuoto
Mentre i collettori piani sono costituiti da un unico telaio isolato, i collettori a tubi sono costituiti da diversi tubi singoli.Ciascuno di essi è circondato da un vuoto che garantisce perdite di energia particolarmente ridotte.
I collettori a tubi sottovuoto generano più energia a parità di superficie assorbente rispetto ai collettori piani e questa differenza si nota sopratutto in inverno. Sono, quindi, sempre adatti:
- quando lo spazio è limitato o le condizioni in loco non sono ideali
- per essere montati in facciata
- in situazioni meteo fredde
Fase 2: la rete di tubature trasporta l'energia in casa
La coppia di tubature di un sistema solare per la produzione di acqua calda va dai collettori dell'acqua calda al bollitore. Il fluido solare (una miscela di antigelo e acqua) scorre attraverso di esse e trasporta il calore solare dal tetto al bollitore.
L'impianto contiene anche componenti come il vaso di espansione, la valvola di sicurezza e la pompa solare, senza i quali non sarebbe possibile un funzionamento sicuro e affidabile.
(1) Caldaia murale a gas a condensazione Vitodens 200-W
(2) Bollitore combinato multivalente per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria e del riscaldamento centrale Vitocell 360-M con annesso bollitore solare
(3) Collettori piani Vitosol 200-FM
Fase 3: il bollitore dell'acqua calda conserva l'acqua potabile calda
L'accumulatore di acqua calda per il solare termico è costituito da un serbatoio riempito di acqua potabile.
Viene alimentato con il calore del sistema solare per l'acqua calda e fornisce acqua calda potabile ai punti di prelievo dell'abitazione secondo le necessità.
Per garantire il funzionamento anche quando non c'è il sole, per motivi di sicurezza viene alimentato anche con il calore di un sistema di riscaldamento convenzionale (es. caldaia a condensazione, pompa di calore o sistema ibrido).
La combinazione di un impianto di riscaldamento a gas ed energia solare è la situazione tipica delle nostre abitazioni.
Un forte livello di coibentazione o isolamento termico garantisce, inoltre, che l'acqua calda prodotta con l'energia solare abbia meno dispersioni termiche possibili.
Progettare correttamente i sistemi solari termici per l'acqua calda
Oltre alla progettazione individuale di un sistema solare termico per l'acqua calda, le sue dimensioni giocano un ruolo importante. Oltre alle condizioni locali, ciò dipende soprattutto dal fabbisogno di acqua calda dell'abitazione.
Si presume che almeno il 70% del fabbisogno annuale sia coperto quando si dimensiona un sistema solare per l'acqua calda.
I sistemi calcolati in modo ottimale per il riscaldamento dell'acqua con l'energia solare coprono il 100% del fabbisogno di acqua calda di una famiglia nei mesi caldi dell'anno.
Nei mesi più freddi, l'approvvigionamento è assicurato anche dal sistema di riscaldamento principale dell'edificio. I sistemi solari sono controllati in modo tale che, in una prima fase, il fabbisogno sia coperto dal riscaldamento solare dell'acqua. Se questo non è sufficiente per il consumo di acqua calda, il sistema di riscaldamento integra la temperatura e l'energia mancante.
Se stai pensando di installare un impianto solare termico, devi porti alcune domande.
Il tetto è adatto per i collettori solari termici?
Le caratteritiche necessarie:
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Tetti esposti fra est e ovest, con preferenza del sud e non ombreggiati e con spazio per i collettori
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Inclinazione del tetto da 20 a 55 gradi
Quanto devono essere grandi i collettori da installare?
Nel calcolare le dimensioni dell'impianto, si ipotizza un consumo giornaliero di 50 litri di acqua calda per ogni persona della famiglia.
Una superficie assorbente di 1-1,2 metri quadrati copre questo fabbisogno.
In ogni caso, i collettori solari termici devono essere sufficientemente grandi per raccogliere l'energia necessaria a riscaldare l'acqua. Non è solo il tipo di collettore solare a essere importante per un corretto dimensionamento.
I collettori a tubi sottovuoto, ad esempio, ottengono rendimenti più elevati a parità di superficie rispetto ai collettori piani. Dipende anche dall'orientamento, dall'inclinazione e dall'ombreggiatura del tetto.
Come regola generale, si possono assumere i seguenti valori:
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Collettori piani: circa 1,0-1,5 metri quadrati a persona
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Collettori a tubi sottovuoto: circa 0,8-1,3 metri quadrati per persona.
Quanto deve essere grande il serbatoio dell'acqua potabile?
Poiché l'acqua calda è solitamente necessaria quando il sole non splende, il calore solare gratuito deve essere raccolto e immagazzinato fino al momento del prelievo.
Questo compito è svolto dal bollitore dell'acqua calda sanitaria.
Per poter fornire energia sufficiente anche nei giorni con poco sole (pioggia o alta nuvolosità), dovrebbe contenere almeno il doppio del fabbisogno giornaliero di acqua calda. Supponendo 50 litri di acqua calda per persona, il volume di accumulo del bollitore deve, quindi, essere compreso tra 75 e 100 litri.
Attenzione: se si installa un bollitore per l'acqua calda per l'energia solare termica con più di 500 litri, è necessario rispettare particolari requisiti igienici. Ciò è importante per garantire una protezione ottimale contro germi e legionella nell'alimentazione dell'acqua calda, anche con quantità di prelievo inferiori. Le centraline di comando delle caldaie ausiliarie hanno la programmazione "anti legionella", in pratica l'acqua sanitaria viene portata periodicamente a 60°C, in questo modo tutti i batteri dannosi vengono neutralizzati.
Dimensionato correttamente un sistema solare termico è una scelta estremamente efficiente
Poiché il consumo di acqua calda è molto individuale, il consumo giornaliero può essere determinato dalla lettura di un contatore di acqua calda installato. Questo perché, se il sistema per la produzione di acqua calda solare è dimensionato troppo piccolo, risulta essere inefficiente nello stesso modo di quando è dimensionato troppo generosamente.
Grazie alla tecnologia del sistema relativamente semplice, il riscaldamento solare dell'acqua in pratica non presenta nessuno svantaggio. Se correttamente dimensionato, è estremamente efficiente. Questo perché protegge l'ambiente utilizzando meno risorse fossili o rinnovabili. Inoltre non produce emissioni.
Costi e risparmi del riscaldamento solare dell'acqua
Un tipico impianto solare per il riscaldamento dell'acqua in una casa unifamiliare ha una superficie di collettori di quattro o cinque metri quadrati e un bollitore di acqua calda di circa 300 litri. I costi sono mediamente compresi tra i 1.500 e i 2.500 euro per i collettori:
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1.500-2.500 euro per i collettori
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1.200 euro per i bollitori di acqua calda
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1.200-1.500 euro per tubi, raccordi e installazione.
In totale, i costi per l'impianto dell'acqua calda solare ammontano a circa 4.500-5.500 euro. Naturalmente, i prezzi aumentano anche in base alle dimensioni dell'impianto. Se in futuro vorrai generare la vostra acqua calda dal sole, il tuo installatore ti fornirà un preventivo personalizzato, tenendo conto di tutte le circostanze.
Nota: abbiamo riassunto i costi che possono essere elevati per l'acquisto e la gestione di un impianto solare termico nell'articolo "Impianto solare termico: funzionamento, vantaggi e costi".
Soffermandoci sul risparmio ottenibile grazie a questa tecnologia, a seconda delle dimensioni dell'impianto, un impianto solare termico può ridurre i costi annuali di riscaldamento di un importo compreso tra 300 e 600 euro. Tenendo conto delle possibili sovvenzioni (vedi il paragrafo successivo), l'acqua calda solare può ripagarsi dopo circa 7 anni. Su un periodo di 10 anni è possibile risparmiare circa 4.000 euro.
Bonus e incentivi per i sistemi solari di riscaldamento dell'acqua
Gli incentivi fiscali inoltre sono compresi anche per gli impianti solari, come Ecobonus e Bonus Casa.
Si tratta di una detrazione fiscale del 65% dall’IRPEF o dall’IRES sulle spese totali sostenute per l’installazione dell’impianto.
La detrazione consiste in una riduzione delle tasse da versare annualmente allo Stato per un arco di tempo di 10 anni, erogata in 10 quote di uguale importo.
Un’alternativa alla detrazione sulla dichiarazione dei redditi è quella del Conto Termico.
Il Conto Termico consente di recuperare il 65% della spesa sostenuta sotto forma di rate annuali corrisposte dal Gestore Servizi Energetici per un periodo che va da 2 a 5 anni o in un’unica soluzione se la cifra totale non supera i 5.000 euro.
Solo acqua calda solare limitata per lavatrice e lavastoviglie
Volete generare acqua calda con l'energia solare per risparmiare sul funzionamento di lavatrice e lavastoviglie? Ci sono alcune cose che dovete tenere a mente prima.
Per prima cosa gli elettrodomestici devono avere l'attacco per l'acqua calda oltre a quello tradizionale per l'acqua fredda. Ad esempio, è consigliabile un reattore per proteggere la biancheria dall'acqua troppo calda proveniente direttamente dall'impianto durante i programmi a bassa temperatura. Questo limitatore limita la temperatura, ma deve essere impostato prima di ogni ciclo di lavaggio. Se la macchina dispone di un proprio collegamento all'acqua calda, tale dispositivo non è assolutamente necessario.
Le stoviglie sono meno sensibili. Tuttavia, è importante assicurarsi che l'attacco dell'acqua fredda della lavastoviglie sia omologato per le alte temperature, nel caso non sia presente l'attacco per acqua calda.
Conclusione
Un sistema solare per l'acqua calda è utile per la doccia e per tutti gli usi di acqua calda, utilizzando l'energia solare gratuita. Sebbene la tecnologia costi tra i 4.500 e i 5.500 euro in una casa indipendente, si ripaga dopo un periodo di circa sette anni.
