RISCALDAMENTO CON PANNELLI SOLARI

RISCALDAMENTO CON PANNELLI SOLARI

3 Maggio 2019 0 Di nestor

Il  RISCALDAMENTO CON PANNELLI SOLARI è un’alternativa per ridurre il costo della scheda elettorale luce e per aiutare l’ambiente.

Quando le persone parlano di  riscaldamento solare  nelle loro case, possono riferirsi al riscaldamento solare attivo o passivo. 

RISCALDAMENTO CON PANNELLI SOLARI

Il riscaldamento solare passivo è l’assorbimento della luce per l’uso del calore che viene fornito con esso. Puoi portare quel calore a casa tua con grandi finestre, colori scuri o altri metodi.

L’altro tipo di energia solare è chiamato energia solare attiva. Questo tipo funziona con gli stessi principi dell’energia solare passiva, ma nient’altro è lo stesso tra i due. 

Ciò che rende diverso questo tipo di energia è che deve esserci un elemento  attivo  che sposta il calore del collettore e dell’assorbitore alla massa termica o anche direttamente al focolare. Questo è spesso definito come un sistema solare termico.

Sistemi  di riscaldamento solare  uso attivo dell’energia solare per riscaldare un fluido, liquido o aria, e poi trasferire il calore solare direttamente lo spazio interno o di un sistema di stoccaggio per un uso successivo.

RISCALDAMENTO CON PANNELLI SOLARI

Se il sistema solare non può fornire un adeguato riscaldamento adeguato, un sistema ausiliario o di backup fornisce calore aggiuntivo. 

I sistemi liquidi vengono utilizzati con maggiore frequenza quando lo stoccaggio è incluso e sono adatti per sistemi di riscaldamento radiante, caldaie con radiatori ad acqua calda e pompe di calore e frigoriferi ad assorbimento. 

Sia i sistemi liquidi che quelli ad aria possono integrare i sistemi ad aria forzata.

Principi di base:

Il riscaldamento solare utilizza collettori solari a tubi sottovuoto per catturare l’energia del sole. Questa energia viene trasferita in un serbatoio di stoccaggio o in una piattaforma di cemento (nel riscaldamento a pavimento). 

Il calore accumulato viene quindi integrato con il sistema di riscaldamento esistente per integrare la fornitura di calore. 

I serbatoi più grandi da 500 litri possono contenere più energia e, in quanto tali, possono essere utilizzati di notte per fornire calore quando il sole non splende.

 Poiché la richiesta di calore si verifica durante l’inverno, potrebbe essere necessario un circuito di dissipazione secondario per scaricare il calore nei mesi estivi.

 Se un cliente ha una piscina o una vasca idromassaggio, l’energia termica in eccesso può essere trasferita in estate, il che dà al cliente la possibilità di riscaldare la piscina o l’idromassaggio e di riscaldare il caldo in inverno.

 In alternativa, un circuito di dissipazione può essere utilizzato come un tubo interrato o una ventola esterna per scaricare il calore.

Nota: in  alternativa, è possibile coprire o scollegare i tubi di calore in estate come mezzo manuale per spegnere il sistema.

RISCALDAMENTO CON PANNELLI SOLARI

 

 

Poiché il sistema solare domestico o il sistema di riscaldamento ambientale viene utilizzato nelle regioni più fredde e sono soggetti a congelamento, viene utilizzato uno speciale fluido di riscaldamento a glicole solare per evitare il danno che causerebbe i tubi congelati. 

Questo fluido speciale può funzionare a -40 ° F, ma può funzionare anche a temperature fino a 480 ° F.

Vengono utilizzati serbatoi di stoccaggio solare specializzati che hanno una capacità di stoccaggio di 119 galloni più grande in grado di immagazzinare in qualsiasi momento più di 120.000 BTU (35 Kw) di energia termica.

Come funziona un impianto di riscaldamento solare?

Il cuore di un sistema di  riscaldamento solare  è il collettore. Un collettore solare a piastre piatte, la più comune forma di collettore, è formato da un assorbitore selettivo di strati che serve ad assorbire la radiazione solare in ingresso e trasformarla in calore. 

Questo assorbitore è incorporato in un involucro termicamente isolato con un coperchio trasparente (solitamente in vetro) per ridurre al minimo la perdita termica.

Un liquido termoconduttivo (solitamente una miscela di acqua e antigelo che non è dannoso per l’ambiente) attraversa l’assorbitore e circola tra il collettore e il serbatoio dell’acqua calda. 

I sistemi solari termici saranno messi in funzione attraverso un regolatore solare automatico. 

Non appena la temperatura nel collettore supera di qualche grado la temperatura nel serbatoio di stoccaggio, il regolatore accende la pompa di circolazione solare e il liquido termoconduttore trasporta il calore ricevuto dal collettore al serbatoio di stoccaggio.

Riscaldamento solare attivo basato sul liquido

I collettori solari di liquidi sono i più adatti per  il riscaldamento solare  centrale. Sono uguali a quelli utilizzati nei sistemi di riscaldamento solare dell’acqua.

 I collettori a piastre piatte sono i più comuni, ma sono disponibili anche collettori a tubi e collettori di aspirazione. 

Nel collettore, un trasferimento di calore o di fluido “funzionante” come acqua, antigelo (solitamente glicole propilenico non tossico) o un altro tipo di liquido assorbe il calore solare. 

Al momento opportuno, un controller aziona una pompa di circolazione per spostare il fluido attraverso il collettore.

Il liquido scorre rapidamente, quindi la sua temperatura aumenta solo da 10 ° a 20 ° F (5,6 ° a 11 ° C) mentre si muove attraverso il collettore. Il riscaldamento di un volume minore di liquido a una temperatura più elevata aumenta la perdita di calore del collettore e diminuisce l’efficienza del sistema. 

Il liquido scorre verso un serbatoio di accumulo o uno scambiatore di calore per uso immediato. Altri componenti del sistema includono tubi, pompe, valvole, un serbatoio di espansione, uno scambiatore di calore, un serbatoio di accumulo e controlli.

La portata dipende dal fluido termovettore. 

Distribuzione del calore per sistemi liquidi

È possibile utilizzare un pavimento radiante, battiscopa per l’acqua calda o radiatori o un sistema di aria forzata centrale per distribuire il calore solare. 

In un sistema a pavimento radiante, il liquido riscaldato dal sole circola attraverso tubi incassati in un sottile pavimento di lastre di cemento, che irradia calore nella stanza.

 Il riscaldamento a pavimento è ideale per i sistemi solari a liquido perché funziona bene a temperature relativamente basse. 

Un sistema progettato con cura potrebbe non richiedere un serbatoio di accumulo di calore separato, sebbene molti sistemi lo includano per controllare la temperatura.

 Una caldaia convenzionale o anche un normale scaldabagno domestico può fornire calore di riserva. La lastra di solito è finita con piastrelle. I sistemi a pavimento radiante impiegano più tempo a riscaldare la casa da una “partenza a freddo” rispetto ad altri tipi di sistemi di distribuzione del calore.

Una volta che funzionano, tuttavia, forniscono un livello costante di calore. Tappeti e tappeti ridurranno l’efficacia del sistema. Vedere il riscaldamento radiante per ulteriori informazioni.

I battiscopa ei radiatori per acqua calda richiedono acqua tra i 160 ° e i 180 ° F (71 ° e 82 ° C) per riscaldare efficacemente una stanza. In generale, i fluidi di trasferimento del calore e i fluidi di distribuzione dei collettori liquidi a piastre piatte vanno da 90 ° a 120 ° F (da 32 ° a 49 ° C). 

Pertanto, l’uso di battiscopa o radiatori con un sistema di riscaldamento solare richiede che la superficie dello zoccolo o radiatori è maggiore, la temperatura del liquido riscaldato dal sole è aumentato dal sistema di backup o una temperatura del collettore solare media (come collettore a tubi sottovuoto) è sostituito da un collettore piano.

Ci sono diverse opzioni per incorporare un sistema a liquido in un sistema di riscaldamento ad aria forzata. Il progetto di base è di posizionare uno scambiatore di calore liquido-aria, o una serpentina di riscaldamento, nel condotto di ritorno dell’aria della stanza principale prima che raggiunga il forno. 

L’aria che torna dal soggiorno viene riscaldata quando passa sopra il liquido riscaldato dal sole nello scambiatore di calore. Il forno fornisce calore aggiuntivo se necessario.

 La bobina deve essere sufficientemente grande da trasferire sufficiente calore all’aria alla temperatura operativa più bassa del collettore.

Preriscaldare la ventilazione

I sistemi di riscaldamento ad aria solare utilizzano l’aria come fluido di lavoro per assorbire e trasferire l’energia solare.

 I collettori di aria solare possono riscaldare direttamente le singole stanze o potenzialmente preriscaldare l’aria che passa ad una ventola di recupero del calore o attraverso la batteria d’aria di una pompa di calore ad aria.

I collettori d’aria producono calore prima e più tardi nel corso della giornata rispetto ai sistemi liquidi, quindi possono produrre più energia utilizzabile durante una stagione di riscaldamento rispetto a un sistema liquido della stessa dimensione. 

Inoltre, a differenza dei sistemi liquidi, i sistemi di aria non si congelano e le perdite minori nel collettore o nelle linee di distribuzione non causano problemi significativi, sebbene ridurranno le prestazioni. 

Tuttavia, l’aria è un mezzo di trasferimento del calore meno efficiente del liquido, quindi i collettori solari funzionano con meno efficienze rispetto ai collettori di liquidi solari.

Sebbene alcuni sistemi precedenti passassero l’aria riscaldata dall’energia solare attraverso una roccia fresca come accumulo di energia, questo approccio non è raccomandato a causa delle inefficienze coinvolte, dei possibili problemi di condensa e muffa nella roccia e degli effetti di quella umidità e Stampo nella qualità dell’aria interna.

I collettori di aria solare sono spesso integrati in pareti o soffitti per nascondere il loro aspetto. Ad esempio, un tetto di tegole potrebbe avere un flusso d’aria incorporato per sfruttare il calore assorbito dalle piastrelle.

La maggior parte dei sistemi di riscaldamento ad aria solare sono riscaldatori d’aria ambiente, ma i dispositivi relativamente nuovi chiamati collettori d’aria traspiranti hanno applicazioni limitate nelle abitazioni.

Riscaldatori d’aria della camera

I collettori di aria possono essere installati su un tetto o su una parete esterna (rivolta a sud) per riscaldare una o più stanze.

 Anche se sono disponibili collezionisti fatti in fabbrica per l’installazione in loco, chi fa le cose da solo può scegliere di costruire e installare il proprio collettore d’aria. Un semplice raccoglitore d’aria per finestre può essere fatto per poche centinaia di dollari.

Il collettore ha un telaio metallico impermeabile e isolato e una piastra metallica nera per assorbire il calore con i vetri davanti. La radiazione solare riscalda la piastra che, a sua volta, riscalda l’aria nel collettore.

 Un ventilatore o una ventola elettrica attira l’aria dalla stanza attraverso il raccoglitore e la riporta nella stanza. I collettori installati nel soffitto richiedono condotti per trasportare l’aria tra la stanza e il collettore. 

I collettori montati a parete sono posizionati direttamente su una parete rivolta a sud, e i fori sono tagliati attraverso la parete per l’ingresso e le uscite d’aria del collettore.

I semplici “collettori di finestre” si inseriscono in un’apertura finestra esistente. Possono essere attivi (usando un ventilatore) o passivi. Nei tipi passivi, l’aria entra nella parte inferiore del raccoglitore, sale mentre si riscalda e entra nella stanza.

 Un deflettore o uno smorzatore impedisce che l’aria nella stanza ritorni al pannello (termosifone invertito) quando il sole non splende. Questi sistemi forniscono solo una piccola quantità di calore, poiché l’area del collettore è relativamente piccola.

Collettori d’aria traspiranti

I collettori d’aria traspiranti utilizzano una tecnologia semplice per catturare il calore del sole negli edifici caldi. I collettori consistono in lastre di metallo forate scure installate sulla parete esposta a sud di un edificio. 

Tra il vecchio muro e la nuova facciata si crea uno spazio aereo. La facciata esterna scura assorbe l’energia solare e si riscalda rapidamente nei giorni di sole, anche quando l’aria esterna è fredda.

Un ventilatore o un soffiatore aspira aria di ventilazione all’interno dell’edificio attraverso piccoli fori nei collettori e attraverso lo spazio aereo tra i collettori e la parete sud. 

L’energia solare assorbita dai collettori riscalda l’aria che li attraversa fino a 40 ° F. A differenza di altre tecnologie di riscaldamento, i collettori di aria traspirante non richiedono un costoso vetro.

I collettori d’aria traspiranti sono più adatti per edifici di grandi dimensioni con elevati carichi di ventilazione, un fatto che li rende generalmente inadatti alle odierne abitazioni ermeticamente sigillate. 

Tuttavia, è possibile utilizzare piccoli collettori di aria respirabile per preriscaldare l’aria che passa a una ventola di recupero del calore o riscaldare la batteria d’aria in una pompa di calore ad aria, migliorandone l’efficienza e il livello di comfort nelle giornate fredde. . 

Tuttavia, al momento non ci sono informazioni disponibili sul rapporto costi-benefici dell’utilizzo di un collettore d’aria traspirante.

Economia e altri vantaggi dei sistemi di riscaldamento solare attivo

Sistemi  di riscaldamento solare  attivi sono più redditizi in climi freddi con buone risorse solari quando sono i combustibili riscaldamento più costosi, come l’elettricità, propano e olio. 

Alcuni stati offrono esenzioni dall’imposta sulle vendite, detrazioni o crediti dalle imposte sul reddito e esenzioni o detrazioni dalla tassa di proprietà per i sistemi di energia solare.

Il costo di un sistema di  riscaldamento solare  attivo varierà. I collezionisti disponibili in commercio hanno una garanzia di 10 anni o più e dovrebbero durare facilmente per decenni. 

L’economia di un sistema di riscaldamento ambientale attivo migliora se riscalda anche l’acqua domestica, perché un collettore che non è in funzione può riscaldare l’acqua in estate.

Riscaldare la casa con un sistema di energia solare attivo può ridurre significativamente le bollette del carburante in inverno.

 Un impianto di riscaldamento solare ridurrà anche la quantità di inquinamento atmosferico e di gas serra derivanti dall’uso di combustibili fossili per riscaldare o generare elettricità.

Selezione e dimensionamento di un impianto di riscaldamento solare

La selezione del sistema solare appropriato dipende da fattori quali la posizione, il design e le esigenze di riscaldamento della vostra casa. Gli accordi locali possono limitare le tue opzioni; Ad esempio, le associazioni di proprietari di case potrebbero non consentire l’installazione di collettori solari in alcune parti della casa (sebbene molti proprietari siano riusciti a sfidare tali accordi).

Il clima locale, il tipo e l’efficienza del / dei collettore / i e l’area del collettore determinano la quantità di calore che un impianto solare può fornire. In generale, il più economico è progettare un sistema attivo che fornisca dal 40% all’80% del fabbisogno di riscaldamento della casa. 

I sistemi che forniscono meno del 40% del calore di una casa sono raramente redditizi, tranne quando si utilizzano collettori solari che riscaldano una o due stanze e non richiedono il deposito di calore. 

Una casa ben progettata e coibentata che incorpori le tecniche di riscaldamento solare passivo richiederà un sistema di riscaldamento più piccolo e meno costoso di qualsiasi tipo e potrebbe richiedere pochissimo calore supplementare diverso dal calore solare.

Oltre al fatto che la progettazione di un sistema attivo per fornire calore sufficiente al 100% del tempo è generalmente poco pratica e non redditizia, la maggior parte dei codici di costruzione e dei creditori ipotecari richiede un sistema di riscaldamento di riserva. 

I sistemi supplementari o di backup forniscono calore quando l’impianto solare non è in grado di soddisfare i requisiti di riscaldamento. Le copie di backup possono variare da una stufa a legna a un sistema di riscaldamento centrale convenzionale.

Comandi per impianti di riscaldamento solare

I controlli per  i sistemi di riscaldamento solare  sono in genere più complessi di quelli di un sistema di riscaldamento convenzionale, poiché devono analizzare più segnali e controllare più dispositivi (compreso il sistema di riscaldamento di backup convenzionale). 

I comandi solari utilizzano sensori, interruttori e / o motori per azionare il sistema. Il sistema utilizza altri controlli per evitare il congelamento o temperature estremamente elevate nei collettori.

Il cuore del sistema di controllo è un termostato differenziale, che misura la differenza di temperatura tra i collettori e l’unità di conservazione. 

Quando i collettori sono tra 10 ° e 20 ° F (5,6 ° a 11 ° C) più caldi dell’unità di stoccaggio, il termostato accende una pompa o una ventola per far circolare acqua o aria attraverso il collettore per riscaldare il supporto di memorizzazione o la casa.

L’operatività, le prestazioni e il costo di questi controlli variano. Alcuni sistemi di controllo monitorano la temperatura in diverse parti del sistema per aiutare a determinare la sua efficacia. 

I sistemi più sofisticati utilizzano i microprocessori per controllare e ottimizzare il trasferimento di calore e la consegna allo stoccaggio e alle aree della casa.

È possibile utilizzare un pannello solare per alimentare ventilatori a corrente continua (CC) a bassa tensione (per collettori d’aria) o pompe (per collettori di liquidi).

 L’uscita dei pannelli solari coincide con l’aumento di calore solare disponibile per il collettore solare. Con un accurato dimensionamento, la velocità del ventilatore o della pompa è ottimizzata per un guadagno solare efficiente per il fluido di lavoro.

 In condizioni di sole basso, la velocità della soffiante o della pompa è lenta e durante l’alto guadagno solare, scorre più velocemente.

Se utilizzato con una trappola per l’aria ambiente, potrebbero non essere necessari controlli separati. Ciò garantisce anche che il sistema funzioni in caso di interruzione di corrente della rete pubblica. 

Un sistema di energia solare con accumulatore può anche fornire energia per far funzionare un sistema di riscaldamento centralizzato, sebbene questo sia costoso per i sistemi di grandi dimensioni.

Codici di costruzione, accordi e regolamenti per impianti di riscaldamento solare

Prima di installare un sistema di energia solare, è necessario esaminare i codici di costruzione locali, le ordinanze di zonizzazione e gli accordi di compartimentazione, nonché i regolamenti speciali relativi al sito. Potrebbe essere necessario un permesso di costruzione per installare un sistema di energia solare in un edificio esistente.

Inizialmente, non tutte le comunità o i comuni ricevono strutture residenziali di energia rinnovabile. Sebbene ciò sia spesso dovuto all’ignoranza o alla novità comparativa dei sistemi di energia rinnovabile, è necessario rispettare le procedure di costruzione e autorizzazione esistenti per installare il sistema.

Il problema della conformità al codice edilizio e alla zonizzazione per l’installazione di un sistema solare è solitamente un problema locale. Anche se un codice di costruzione dello stato è in vigore, la tua città, contea o parrocchia di solito lo applica.

 I problemi comuni che i proprietari hanno riscontrato con i codici di costruzione sono i seguenti:

  • Supera il carico sul tetto
  • Scambiatori di calore inaccettabili
  • Cablaggio errato
  • Manipolazione illegale di forniture di acqua potabile.

I possibili problemi di zonizzazione includono questi:

  • Ostruire i cortili laterali
  • Eretta protuberanze illegali sui soffitti
  • Localizza il sistema troppo vicino alle strade o ai confini dei lotti.

Anche i regolamenti speciali dell’area, come la comunità locale, la suddivisione o gli accordi di associazione dei proprietari, richiedono la conformità. Queste convenzioni, i regolamenti dei distretti storici e le normative sulle pianure alluvionali possono essere trascurati. Per scoprire cosa è necessario per la conformità locale, contattare le divisioni di zonizzazione e le forze dell’ordine per la sicurezza della propria giurisdizione locale e qualsiasi associazione di proprietari, suddivisioni, quartieri e / o comunità appropriati.

Installazione e manutenzione del tuo impianto di riscaldamento solare

Le prestazioni del sistema solare attivo dipendono dalla posizione effettiva, dalla progettazione e dall’installazione del sistema, nonché dalla qualità e dalla durata dei componenti. 

I collezionisti e i controlli attuali sono di alta qualità, ma può ancora essere una sfida trovare un appaltatore esperto che possa progettare e installare correttamente il sistema.

Una volta che un sistema è a posto, deve essere mantenuto correttamente per ottimizzare le sue prestazioni ed evitare guasti. Diversi sistemi richiedono diversi tipi di manutenzione e occorre impostare un calendario in cui sono elencate le attività di manutenzione consigliate dai produttori dei componenti e dall’installatore per l’installazione.

La maggior parte degli scaldacqua solari sono coperti automaticamente dalla polizza assicurativa del loro proprietario. Tuttavia, il danno da congelamento di solito non lo è. Contatta il tuo assicuratore per scoprire qual è la tua politica. Anche se il tuo provider coprirà il tuo sistema, è meglio informarli per iscritto che hai un nuovo sistema.

Vantaggi e svantaggi del riscaldamento solare

Il  riscaldamento solare  è un sistema che consente l’  uso di raggi solari o l convertire li in  energia elettrica o termica . Il sole è una  fonte di energia libera , inesauribile e non inquinante in quanto non produce gas serra.

Nel corso degli anni, le opinioni degli esperti ci invitano a cercare un sistema  efficiente, economico e sostenibile  per l’energia che consumiamo. I prezzi del carburante e dell’elettricità non cessano di aumentare e questo influenza direttamente le tasche dei consumatori.

principali vantaggi  del riscaldamento solare sono:

  • Non inquina .
  • È una fonte  inesauribile .
  • Ideale per  aree isolate.
  • Sono  facili da mantenere .
  • L’  unico investimento è quello iniziale  dell’installazione e può essere ammortizzato dopo 5 anni dalla sua implementazione.

principali svantaggi  sono:

  • Il  livello di radiazione di  questa energia fluttua da un’area all’altra, e lo stesso accade tra una stagione dell’anno e l’altra.
  • Occasionalmente questo sistema di conversione dell’energia con gli altri deve essere  integrato .

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