Tecnologia solare: il sistema combi plus
amministratore 07 Agosto 2010
Un'abitazione, un ufficio o una qualsiasi altra utenza hanno spesso bisogno di acqua calda, di energia termica per il riscaldamento degli ambienti, oltre che di raffrescamento estivo. Un impianto solare termico, se adeguatamente dimensionato e installato, può far fronte a tutti e tre questi fabbisogni. Un impianto di questo tipo è solitamente costituito da: collettori solari termici, accoppiati con un sistema di riscaldamento ausiliario, serbatoio di accumulo di acqua calda e di acqua fredda, unità per la preparazione dell'acqua calda sanitaria, refrigeratore ad assorbimento, alimentato con acqua calda 70-:-100°C, sistema di smaltimento del calore, a una temperatura di 30-:-40°C, collegato ad una torre di raffrreddamento o a un altro "pozzo" di calore che potrebbe essere anche una piscina, sistema di distribuzione del freddo e infine un circuito di distribuzione del calore, preferibilmente a bassa temperatura. Questo sistema si chiama "Combinato" o "Combi plus".
Il problema principali di impianti di questo tipo è la difficile standardizzazione e quindi replicabilità delle soluzioni da adottare, con il rischio di dover studiare soluzioni specifiche caso per caso e la conseguenza di un elevato costo complessivo.
Il progetto europeo "solarcombi+" tuttora in corso, ha cercato proprio di ridurre tale rischio, individuando alcune configurazioni tipiche per gli impianti con il fine di dare alle realizzazioni combinate, un livello di standardizzazione simile a quello oggi raggiunto dai sistemi solari termici per acqua calda sanitaria. Dalle numerose analisi e simulazioni portate avanti a tale scopo, sono venuti fuori alcuni numeri riassuntivi estremamente interessanti per avere una prima idea della taglia di questi impianti. Si è concluso che la migliore prestazione del sistema si ha quando si installano circa 5 m di collettori solari termici per ogni kW di potenza frigorifera richiesta e 75 litri di accumulo dell'acqua calda per ogni m di collettore. Il primo valore è più alto di quello che comunemente si considera per gli impianti di "solar cooling" perchè il riscaldamento invernale richiede l'impiego di una maggiore quantità di collettori solari. Valori più elevati porterebbero a una prestazione lievemente più elevata, ma non giustificabile dal maggiore costo di investimento iniziale necessario.
Quale frazione del fabbisogno termico totale è in grado di fornire l'impianto solare termico? I valori più considerevoli attorno all'80% si hanno nei casi in cui una notevole disponibilità di radiazione solare si combina con alti carichi di raffreddamento estivo e domanda contenuta per il riscaldamento invernale e la produzione di acqua calda sanitaria.
I parametri che mostrano maggiore influenza sulla resa dell'impianto sono la tipologia di collettori e il sistema di smaltimento del calore. I collettori a tubi sottovuoto permettono un incremento dei risparmi tra il 15% e il 30% a fronte, però di un costo più elevato.
Una prima raccomandazione è quella di impiegare una notevole superficie di collettori solari, vicina ai valori sopra riportati. Un altro punto sensibile è la strategia di controllo dell'impianto, in funzione del sito, dell'applicazione e della particolare configurazione del sistema. Particolarmente importanti risultano il controllo della pompa e la regolazione del meccanismo di smaltimento del calore.
Al fine di ottimizzare al prestazione della macchina frigorifera ad assorbimento, inoltre, è opportuno impiegare sistemi raffreddanti a soffitto piuttosto che impianti a "fan coil". Per massimizzare i risparmi energetici, si può dimensionare il sistema in modo da avere frazioni solari per il raffrescamento pari al 90%, cosicchè non sia necessario utilizzare un riscaldatore ausiliario per la produzione di freddo in estate. Altre soluzioi per il sistema di back up possono essere l'impiego di una caldaia a biomassa, l'utilizzo di calore di scarto, oppure un refrigeratore a compressione elettrica. In tutti questi casi, però, si incrementa non solo il risparmio di combustibile fossile, ma a cneh il costo di investimento. Con l'intento di aiutare il progettista o anche l'utente finale a effettuare un primo dimensionamento del sistema, il progetto "solarcombi+" ha sviluppato uno strumento di calcolo, disponibile gratuitamente on line.
L'utilizzatore del software può scegliere alcuni valori di input e ottenere risultati in merito alla frazione solare per il raffrescamento e totale, ai risparmi energetici complessivi, nonchè alla resa dell'impianto solare.