Domande frequenti sugli impianti solari e sui collettori solari termici

I sistemi solari per il riscaldamento dell'acqua rientrano tra gli argomenti di cui si parla molto, ma una risposta chiara e concisa ad una domanda specifica si trova spesso con difficoltà. I clienti ci chiedono ripetutamente la stessa cosa – qual è la differenza tra un collettore piani e uno a vuoto, perché hanno bisogno di un serbatoio solare speciale, come funziona esattamente il controllo della pompa, con che tipo di tubi realizzare l'impianto dal tetto, come fissare i collettori su diversi tipi di tetti, o perché il circuito solare ha una propria vasca di espansione. In questo articolo abbiamo raccolto le domande più frequenti sui sistemi e collettori solari e vi rispondiamo in modo chiaro, con riferimenti a temi più dettagliati e prodotti specifici.

Un sistema solare per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria (impianto solare termico ad acqua calda) è un investimento che si rivela conveniente soprattutto dove il tetto è orientato a sud, sud-est o sud-ovest e dove c'è abbastanza spazio libero per i collettori. Non è una soluzione miracolosa che sostituisce la caldaia o la pompa di calore – è un complemento che riesce a alleggerire in modo significativo la fonte principale di calore soprattutto nei mesi più caldi. Proprio per questo è importante capire realisticamente cosa ci si può aspettare da un impianto del genere e come i singoli componenti lavorano insieme.

Nelle righe seguenti troverete le risposte suddivise in aree tematiche – dal funzionamento, al tipo di collettore, serbatoio, controllo, tubazioni, fissaggio al tetto e riempimento del circuito. Alla fine dell'articolo c'è anche una sezione FAQ dedicata con risposte brevi a domande complementari e due esempi concreti tratti dalla pratica.

Cos'è esattamente un sistema solare per il riscaldamento dell'acqua e cosa ci si può aspettare da esso?

Un sistema solare è composto da quattro componenti fondamentali che lavorano insieme.

Un sistema solare per il riscaldamento dell'acqua (impianto solare termico ad acqua calda) è composto da quattro parti fondamentali: collettori solari installati sul tetto, che catturano la radiazione solare e riscaldano il fluido termovettore (miscela di acqua e antigel), un serbatoio solare con scambiatore di calore, un'unità di pompaggio che assicura la circolazione del fluido tra collettore e serbatoio, e un'unità di controllo che gestisce automaticamente l'intero processo.

È importante sottolineare fin da subito un aspetto su cui quasi tutti i clienti hanno domande: il sistema solare integra la fonte principale di calore – quindi una caldaia a gas o a condensazione, una pompa di calore o una caldaia elettrica – ma non la sostituisce in modo completo. Può coprire al massimo il fabbisogno di riscaldamento dell'acqua calda sanitaria soprattutto nei mesi estivi, quando c'è abbastanza irraggiamento solare e le temperature esterne sono elevate. Nei mesi invernali, quando c'è poca luce solare e le temperature esterne sono basse, il sistema solare contribuisce al riscaldamento dell'acqua solo in parte e il lavoro principale lo svolge comunque la caldaia o un'altra fonte di calore.

Se state valutando se un sistema solare vi conviene e che tipo di impianto scegliere per la vostra casa, vi consigliamo di leggere la guida dettagliata Come scegliere un sistema solare per il riscaldamento dell'acqua, dove troverete un procedimento passo passo completo, incluso suggerimenti in base alle dimensioni della famiglia e all'orientamento del tetto. Se state considerando una combinazione del riscaldamento solare con una caldaia esistente, date un'occhiata anche al tema Riscaldamento solare come integrazione alla caldaia, dove spieghiamo come i due dispositivi collaborano durante l'anno.

Qual è la differenza tra collettori piani e a vuoto e quali scegliere?

Questa è probabilmente la domanda più frequente che riceviamo dai clienti. Sui mercato ci sono essenzialmente due tipi di collettori solari – piani e a vuoto (a tubi) – e ciascuno ha i propri vantaggi e limiti.

Confronto tra i due tipi fondamentali di collettori solari.

I collettori piani hanno una superficie assorbente coperta da vetro temperato, montata in un telaio di alluminio isolato. Sono costruiti in modo semplice, meccanicamente più resistenti – ad esempio rispetto alle grandinate o agli urti meccanici – e in genere più economici rispetto ai collettori a vuoto. Nelle nostre condizioni climatiche sono in grado di soddisfare pienamente il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria e sono quindi la scelta più comune per le case unifamiliari.

I collettori a vuoto (a tubi) raggiungono un rendimento più elevato soprattutto a basse temperature esterne e a bassa intensità di irraggiamento solare – quindi in periodi in cui i collettori piani perdono potenza. Questa caratteristica è vantaggiosa soprattutto dove si prevede l'utilizzo dell'energia solare anche fuori dalla stagione estiva, ad esempio per un contributo parziale al riscaldamento. Lo svantaggio è il costo d'acquisto più elevato e la maggiore fragilità della struttura rispetto ai collettori piani.

La scelta tra i due tipi non è quindi una questione di "quale è migliore" in generale, ma piuttosto una questione di cosa deve fare esattamente il sistema e qual è il budget. Un confronto completo con raccomandazioni specifiche lo troverete nell'articolo Collettori piani vs. a vuoto per impianti solari.

Perché un serbatoio solare non è solo un boiler in più?

Un’altra domanda comune è: "Posso utilizzare un boiler normale, oppure ho davvero bisogno di un serbatoio solare speciale?" La risposta è chiara – rispetto a un boiler standard, un serbatoio solare ha almeno uno scambiatore di calore in più, collegato al circuito solare. Molto spesso, questo serbatoio ne ha addirittura due – uno per il circuito solare e uno per il riscaldamento effettuato dal boiler, quando l’energia solare non è sufficiente per riscaldare l’acqua.

Il principio è un riscaldamento indiretto: l’acqua destinata all’uso (acqua calda sanitaria) viene riscaldata indirettamente, attraverso la parete dello scambiatore. La stessa fluido solare circola separatamente, in un circuito chiuso, e non entra mai in contatto diretto con l’acqua sanitaria, ad esempio quando si apre il rubinetto in bagno. Questo isolamento è importante anche da un punto di vista igienico, poiché il fluido termovettore contiene una componente antigel che non dovrebbe essere presente nell’acqua potabile.

Nella scelta della dimensione e della configurazione corretta del serbatoio (numero degli scambiatori, volume in base al numero di persone in casa) è utile seguire un approccio sistematico – un dettagliato manuale lo trova nell’articolo Quale serbatoio solare ha bisogno.

Come funziona la regolazione del circuito solare e quando realmente si accende la pompa?

Il sistema solare non è acceso ininterrottamente – non avrebbe senso, perché durante la notte o in caso di cielo nuvoloso la pompa circolerebbe solo il fluido freddo e sottrarrebbe calore al serbatoio invece di fornirlo. Per questo motivo, ogni impianto solare ha un’unità di controllo.

L’unità di controllo (o unità solare) confronta tramite sensori la temperatura del collettore e quella del serbatoio. Quando il collettore è più caldo del serbatoio di una differenza preimpostata (tipicamente alcuni gradi Celsius), l’unità accende la pompa circolatrice del gruppo solare e il calore inizia a trasferirsi al serbatoio. Quando la differenza è troppo piccola o il serbatoio è più caldo del collettore – ad esempio di notte – la pompa rimane spenta.

Fisicamente, la circolazione è gestita dall’unità pompa (spesso chiamata anche gruppo pompa solare o stazione solare). Contiene la pompa circolatrice, valvole di chiusura, termometri e manometri per il controllo dei valori operativi e una valvola di sicurezza in caso di pressione eccessiva. Tutti questi componenti sono generalmente raggruppati in un unico blocco compatto, il che semplifica notevolmente l’installazione e l’assistenza tecnica successiva, poiché il tecnico non deve cercare singoli elementi disposti in tutto il circuito.

Se è interessato a informazioni più dettagliate su come funzionano esattamente le unità di controllo e i gruppi pompa, su quali impostazioni hanno e su cosa prestare attenzione quando si sceglie, legga l’articolo Unità di controllo e gruppi pompa degli impianti solari.

Con che tipo di tubazioni realizzare il collegamento tra collettore e locale tecnico?

Il collegamento tra i collettori solari sul tetto e il locale tecnico, dove si trova il serbatoio e l’unità pompa, può essere realizzato in due modi fondamentali. Il primo è il tubo in rame o in acciaio inox, montato su misura e successivamente isolato con un isolamento termico resistente alle alte temperature e ai raggi UV (poiché una parte del tubo potrebbe passare lungo la facciata esterna o il tetto).

La seconda opzione è il tubo flessibile pre-isolato 2in1 – un tubo doppio flessibile, in cui sia il tubo di alimentazione che il tubo di ritorno sono condotti in un unico involucro già isolato. Un grande vantaggio di questa soluzione è il risparmio di tempo durante l’installazione, poiché non è necessario isolare nulla in più direttamente sul tetto o nel pozzo – il tubo si tira semplicemente da un punto A a un punto B e si è pronti. Per tracciati complessi con diversi angoli o lunghezze maggiori, questa soluzione risparmia un notevole quantitativo di tempo all’installatore.

Il collegamento tra tubazioni rigide e singoli componenti (collettore, unità pompa) è spesso realizzato con tubo in acciaio inox flessibile, detto anche tubo ondulato. Grazie alla sua flessibilità, compensa piccole imprecisioni durante l’installazione e resiste alle alte temperature che il fluido solare può raggiungere in estate con un irraggiamento solare massimo.

Per ulteriori informazioni su entrambe le soluzioni, incluso quando conviene optare per il tubo tradizionale e quando per il tubo flessibile, si trova l’articolo Tubazioni solari e tubi ondulati in acciaio inox – come funzionano.

Come si fissano i collettori su diversi tipi di tetti?

Un’altra domanda pratica che interessa quasi ogni acquirente già prima dell’acquisto è: "Si può installare anche sul mio tetto?" La risposta dipende esattamente dal tipo di struttura di montaggio, che si sceglie in base al tipo di tetto e al tipo di collettore.

Sui tetti inclinati i collettori vengono fissati con una struttura adatta al tipo specifico di copertura – tegole, copertura in lamiera o copertura a onduline richiedono supporti diversi, poiché varia il modo in cui si può fissare in modo sicuro senza danneggiare la copertura. Sui tetti piani si utilizza una struttura regolabile, che permette di impostare l’inclinazione del collettore – generalmente almeno 15° – il che è importante soprattutto per il lavaggio automatico della superficie del collettore con l’acqua piovana. Senza un’inclinazione sufficiente, le impurità potrebbero rimanere a lungo sul collettore e ridurre la sua efficienza. La terza opzione è il fissaggio su una facciata o direttamente a terra, che si utilizza quando il tetto non è adatto per diversi motivi (orientazione non ottimale, ombreggiamento, statica).

Nel casi tutti i casi si applica una regola importante: la struttura di montaggio deve corrispondere esattamente alle dimensioni del tipo e del modello specifico del collettore. Non è un componente universale che "si adatta a tutto" – quando si effettua un ordine, bisogna sempre verificare che la struttura sia espressamente destinata al Suo modello di collettore e al tipo di tetto.

Un elenco dettagliato delle possibilità di fissaggio per tutti i tipi di tetti e per le facciate lo trova nell'articolo Fissaggio dei collettori – tetto inclinato, tetto piano, facciata.

Perché il circuito solare ha un vaso di espansione e come si riempie/sventila?

Il circuito solare è un sistema chiuso a pressione – simile al circuito di riscaldamento in casa. Poiché il fluido termovettore si può riscaldare a temperature elevate nei giorni soleggiati, il suo volume aumenta con il riscaldamento. Per evitare che questo aumento di volume causi un aumento non controllato della pressione nel circuito, il sistema include un vaso di espansione che compensa questa dilatazione volumetrica.

L'effettivo riempimento e lo svuotamento d'aria del circuito solare avvengono in modo simile a un circuito di riscaldamento tradizionale – tramite valvole di riempimento, utilizzando una pompa manuale o elettrica. Il fluido viene iniettato nel circuito a pressione e contemporaneamente viene espulso l'aria, che altrimenti potrebbe causare bolle d'aria che ostacolano il corretto movimento e il trasferimento del calore. Questa operazione si esegue durante l'installazione iniziale, ma anche durante l'assistenza regolare, poiché il fluido termovettore si degrada nel tempo e va rinnovato.

La procedura completa di installazione passo dopo passo, inclusi il riempimento e lo svuotamento d'aria, la trova nell'articolo Installazione del sistema solare – procedura passo dopo passo. Se ha già un sistema esistente e desidera sapere cosa fare durante l'assistenza o in caso di sospetta guasto, si riferisca a Assistenza, riempimento e guasti comuni nei sistemi solari.

Esempi concreti dalla pratica

I prezzi dei singoli componenti dell'installazione solare variano notevolmente.

Esempio 1 – casa familiare con caldaia a gas più vecchia. Casa familiare per una famiglia di quattro persone, tetto a falda orientato a sud-ovest, coperto con tegole. Il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria era finora garantito esclusivamente dalla caldaia a gas, il che significava in estate un consumo eccessivo di gas solo per riscaldare l'acqua per la doccia e l'uso quotidiano in cucina e bagno. Dopo l'installazione di un impianto solare con collettori piani, un accumulo solare con due scambiatori, un'unità di controllo e un gruppo pompa, il riscaldamento dell'acqua calda in estate si è quasi completamente spostato sull'impianto solare – la caldaia in questo periodo si attiva solo occasionalmente, ad esempio durante periodi prolungati di tempo nuvoloso. Fuori stagione estiva l'impianto solare contribuisce parzialmente, ma il carico principale lo prende la caldaia, esattamente come è normalmente progettata questa combinazione.

Esempio 2 – baita di villeggiatura con utilizzo weekend. Baita utilizzata soprattutto durante i fine settimana e i mesi estivi, senza riscaldamento annuale, con tetto piano. Poiché l'edificio non è abitato in modo continuo e i proprietari desideravano una soluzione semplice e affidabile senza la necessità di un controllo complesso, hanno scelto un impianto solare più piccolo con collettori piani su una struttura regolabile per tetti piani (inclinazione impostata sui raccomandati 15° per l'autopulizia), un accumulo solare più piccolo e un'unità pompa compatta. L'unità di controllo accende e spegne automaticamente la pompa senza la necessità di interventi da parte dei proprietari – questi ultimi, al loro arrivo in baita, troveranno l'acqua calda pronta grazie al calore accumulato nei giorni soleggiati precedenti. Data l'utilizzazione stagionale, per loro era fondamentale che l'intero sistema funzionasse in modo affidabile anche senza la presenza regolare di un operatore.

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