Pannelli Solari: Congelamento, Stagnazione

Congelamento pannelli solari termici

Il fluido termovettore, con i quali viene caricato l'impianto solare termico durante l'installazione e responsabile del trasporto dell'energia termica dai pannelli solari termici al serbatoio di accumulo, è costituito da acqua e glicole .

La quantita' di glicole da aggiungere all'acqua dei pannelli solari termici è funzione della capacità degli stessi impianti e della loro posizione geografica, e con l'aggiunta del glicole l'acqua dei pannelli solari termici abbassa la naturale temperatura di congelamento ed innalza quella di evaporazione.

Una regola da poter seguire per la scelta della quantità di glicole da aggiungere all'acqua dei pannelli, è quella necessaria ad abbassare di circa 10 °C la temperatura minima di riferimento della località nella quale sono installati i pannelli.

Nel nostro Paese le temperature minime tra le varie città hanno variazioni anche molto ampie, ad esempio in alcune città meridionali può aggirarsi intorno ai 5 ° C mentre in alcune città settentrionali le temperature minime possono arrivare anche ad una ventina di gradi centigradi sotto lo zero.

In tal modo la quantità di glicole da aggiungere all'acqua dei pannelli termici, nella città con la temperatura minima esterna pari a 5°C, dovrebbe garantire il non congelamento del fluido termovettore fino a – 15°C; nella città con la temperatura esterna minima pari a – 20°C , dovrà essere aggiunta una quantità, notevole, di glicole tale da garantire il non congelamento del fluido termovettore fino a – 30°C.

Le temperature minime delle principali città italiane sono descritte ufficialmente nel D.P.R. 1052 DEL 1977, possono essere estese anche alle località meno note in prossimità delle stesse città, ed inoltre sui siti web ufficiali di tutti i comuni italiani è possibile trovare gli stessi dati con un buon grado di affidabilità.

Le temperature descritte possono ritenersi valide per una variazione di quota fino a circa 200 m, ma oltre tale valore la temperatura di riferimento può essere quella tabellata incrementata di circa un grado per ogni 150 m.

Stagnazione

Il fenomeno della stagnazione è l'opposto del fenomeno del congelamento del fluido termovettore dei pannelli solari termici, ossia il raggiungimento di una temperatura particolarmente elevata, dell'ordine di 200°C.

Tale fenomeno si innesca a causa di uno scarso, talvolta nullo smaltimento dell'energia termica captata dai pannelli, per cause che possono essere diverse: per l'assenza di persone in casa (come potrebbe accadere nel periodo estivo); l'utilizzo solo di una minima parte dell'energia termica dei pannelli, in giornate di forte insolazione; il cattivo funzionamento del circolatore dell'impianto a pannelli che non permette al fluido termovettore di trasportare l'energia termica nel serbatoio di accumulo; una scarsa presenza di glicole nell'acqua del circuito dei pannelli, che ne facilita un rapido surriscaldamento in giornate intensamente soleggiate.

Nei casi su descritti, la temperatura del fluido termovettore crescerà con continuità, fino a quando i pannelli termici raggiungeranno la condizione nella quale dissiperanno la quantità di energia termica pari a quella captata: in tale condizione di equilibrio i pannelli stagneranno ad una temperatura elevata.

L'elevata temperatura potrà essere deleteria per gli stessi pannelli ed i relativi componenti accessori con il conseguente rischio di fuoriuscita del fluido termovettore dal circuito e la rottura del circolatore a seguito della formazione di bolle, vapori e schiuma.

Come conseguenza della stagnazione, lo stesso fluido termovettore potrà essere danneggiato ed il normale funzionamento dei pannelli sarà compromesso, ma tali conseguenze potranno essere in parte limitate dall'installazione delle valvole di sfogo sull'impianto dei pannelli.

Il fenomeno della stagnazione potrebbe essere causato anche da un errato dimensionamento dei pannelli, con superfici particolarmente grandi rispetto alle esigenze dell'edificio servito; in ogni caso la copertura dei pannelli nei casi di non utilizzo dell'energia termica prodotta è la soluzione più semplice ed economica, oppure, in alternativa, possono essere utilizzati eventuali dissipatori o , quando possibile, cambiare l'inclinazione delle superfici captanti l'energia termica solare.