Problemi comuni delle installazioni solari: surriscaldamento, aria nel circuito, riscaldamento insufficiente dell'acqua

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Problemi comuni delle installazioni solari: surriscaldamento, aria nel circuito e riscaldamento insufficiente dell'acqua

L'installazione solare è un sistema relativamente semplice – ma proprio per questo, quando qualcosa non funziona correttamente, il problema si rivela spesso dopo molto tempo. I proprietari si accorgono che l'acqua calda non è così calda come dovrebbe essere, il sistema emette strani rumori, oppure al contrario – il serbatoio si surriscalda tanto che dal rubinetto di sicurezza fuoriesce liquido. In questo articolo esamineremo le tre principali categorie di guasti: surriscaldamento del circuito solare, aria nel sistema e riscaldamento insufficiente dell'acqua nel serbatoio. Analizzeremo ogni causa in dettaglio, spiegheremo i sintomi, la diagnostica e la soluzione – come le vediamo in pratica in decine di ordini all'anno.

1. Surriscaldamento del circuito solare – quando il sole fa più danni che bene

Il surriscaldamento è uno dei paradossi della tecnologia solare: un sistema che dovrebbe risparmiare energia può causare problemi seri in estate, se non è correttamente dimensionato o regolato. La stagnazione – ovvero lo stato in cui il fluido nel collettore smette di circolare e inizia a bollire – è una condizione operativa normale, ma il problema sorge quando avviene troppo spesso o il sistema non è preparato ad affrontarla.

Sintomi del surriscaldamento

Il rubinetto di sicurezza del circuito solare (tipicamente regolato a 6 bar) scarica ripetutamente liquido
Il vaso di espansione è rigido, la pressione nel sistema cala notevolmente dopo il raffreddamento
Odore di fluido preparato (la miscela di glicole degrada con temperature prolungate superiori a 140 °C)
Il fluido assume un colore marrone scuro fino al nero – glicole bruciato
Il circuito solare emette schiocchi e sibili (ebollizione del fluido)
La regolazione segnala un errore – temperatura elevata del collettore, la pompa non riesce a entrare in funzione normale

Cause del surriscaldamento – dove cercare il problema più frequentemente

Volume insufficiente del vaso di espansione: Questa è di gran lunga la causa più comune dei problemi. Per una corretta dimensione, il vaso di espansione deve contenere non solo l'espansione termica del fluido, ma anche l'intero volume del fluido del collettore in caso di stagnazione. Se il vaso è sottodimensionato, la pressione in caso di stagnazione esce attraverso il rubinetto di sicurezza. A titolo di stima: per un set standard di due collettori (circa 4–5 m² di superficie) si calcola un vaso di espansione di almeno 18–25 litri, con una pressione di precarica (pressione dell'aria) che deve corrispondere all'altezza statica del circuito.

Regolazione errata della pressione di precarica del vaso di espansione: La pressione di precarica nel vaso di espansione dovrebbe essere di 0,2–0,3 bar superiore alla pressione statica della colonna di fluido dal punto più basso al punto più alto (collettori sul tetto). Se la pressione di precarica è troppo bassa, la membrana si attacca alla parete del vaso al primo riscaldamento e il vaso smette di svolgere la sua funzione. Il risultato è lo stesso di un vaso sottodimensionato.

Pessima inclinazione o orientazione dei collettori: I collettori orientati direttamente a sud con un'inclinazione di 30–45° producono in estate una quantità massima di energia che il serbatoio non riesce a ricevere. In alcuni casi può aiutare inclinare i collettori a un angolo maggiore (60–70°), riducendo così la potenza estiva e aumentando leggermente quella invernale.

Pompa circolatrice spenta o termostato della regolazione bloccato: Se la regolazione non riesce ad avviare la pompa (guasto, contatto bloccato), i collettori si surriscaldano rapidamente. La regolazione dovrebbe disporre di una funzione di protezione – quando la temperatura del serbatoio raggiunge il valore massimo impostato (ad esempio 85 °C), il sistema si ferma e i collettori entrano in stagnazione.

Fluidi degradati: Il glicole che ha attraversato più stagioni di stagnazione perde gli inibitori di corrosione e abbassa il punto di ebollizione. Questo fluido bolle a temperature più basse, produce più vapore e rende il sistema instabile. Sostituzione consigliata: ogni 4–5 anni, eventualmente in base al test del pH e della densità.

Cosa fare in caso di surriscaldamento ripetuto

Il primo passo è sempre controllare la pressione nel sistema e lo stato del vaso di espansione. Se la pressione dopo il raffreddamento del sistema è inferiore a 1 bar, è probabile che la membrana nel vaso sia rotta o che la pressione di precarica sia errata. Il vaso può essere riempito d'aria (come una gomma di bicicletta, il rubinetto è dello stesso tipo) – ma attenzione, bisogna farlo sempre su un sistema freddo e con il fluido svuotato. Se il vaso non mantiene la pressione di precarica, è necessaria la sostituzione.

Secondo passo: controllare lo stato del fluido. Prendere un campione (circa 50 ml) in un contenitore trasparente. Il fluido deve essere limpido o leggermente colorato – non torbido, marrone né con depositi. Controllare il pH con carta indicatrice (ottimo 7,5–9,0). Un fluido scuro e acido deve essere sostituito, perché danneggia ulteriormente i collettori, la pompa e il serbatoio.

Terzo passo: controllare l'impostazione della regolazione. La temperatura massima del serbatoio dovrebbe essere impostata a 75–80 °C. Alcune regolazioni permettono anche il cosiddetto "raffreddamento notturno" – il sistema avvia la pompa di notte per restituire il calore in eccesso ai collettori. Questa è una soluzione elegante per il surriscaldamento estivo.

2. Aria nel circuito solare – il silenzioso distruttore dell'efficienza

L'aria nel circuito è un problema che si può facilmente sottovalutare, perché non si manifesta in modo drammatico – ma a lungo termine riduce drasticamente l'efficienza del sistema e può danneggiare la pompa circolatrice. In pratica, vediamo questo problema dopo ogni installazione iniziale, dove non si è svolto un'aspirazione completa, e anche in sistemi più vecchi, dove si è persa l'aderenza di uno dei giunti.

Come si forma l'aria e dove si accumula

L'aria entra nel sistema principalmente durante il riempimento – se il circuito non viene riempito con una pompa a pressione dal punto più basso, ma "dall'alto", le bolle d'aria rimangono intrappolate nei punti più alti del tubo. Luoghi tipici: i collettori stessi (che sono il punto più alto del sistema), le pieghe dei tubi, eventualmente i punti con pendenza insufficiente. L'aria si forma anche chimicamente – dal fluido il cui aumento di temperatura può liberare gas disciolti. Per questo è importante disporre di un rubinetto di sfiato automatico nel punto più alto del sistema.

Sintomi d'aria nel circuito

Funzionamento rumoroso del circolatore – tipico "sibilo" o suono bollosa, il circolatore sembra sovraccarico
Il circolatore funziona, ma il liquido non circola o circola solo parzialmente – il flusso sul misuratore di flusso è zero o molto basso
La regolazione non rileva alcuna differenza di temperatura tra il collettore e il serbatoio, anche se il sole splende
La temperatura del serbatoio non aumenta affatto o aumenta molto lentamente anche sotto un sole pieno
Dopo lo spegnimento del circolatore si sente un "gracchiare" – le bolle d'aria si scontrano nel sistema

Diagnosi e sfiato passo dopo passo

L'sfiato del circuito solare non è una cosa così semplice come in un impianto di riscaldamento. Il liquido è caldo e tossico (etilenglicole), quindi consigliamo sempre di attendere che il sistema si raffreddi – idealmente la mattina prima che il sole splenda. La procedura è la seguente:

1. Controlla la pressione: Un sistema freddo dovrebbe avere una pressione di 1,5–2,5 bar (dipende dall'altezza dei collettori rispetto alla stazione – 1 bar in più ogni 10 metri). Se la pressione è inferiore a 1 bar, il sistema ha perso liquido o l'aria dal vaso di espansione è uscita.

2. Apri la valvola di sfiato automatica del circuito collettore (si trova sulla stazione solare o direttamente sul collettore). Dovrebbe essere aperta durante l'operazione – se è chiusa, l'aria non può uscire dai collettori.

3. Avvia manualmente il circolatore (attraverso la modalità di servizio della regolazione) a bassa velocità. Lascialo funzionare per 10–15 minuti. Le bolle d'aria dovrebbero passare attraverso lo sfiatatoio e uscire.

4. Aumenta la velocità del circolatore al massimo per 2–3 minuti – un flusso più veloce "spingerà fuori" le bolle d'aria bloccate nei collettori.

5. Riempi la pressione: Dopo lo sfiato la pressione nel sistema calerà leggermente – aggiungi liquido con una pompa a pressione fino a raggiungere i 1,5–2 bar (sistema freddo).

Se lo sfiato non funziona e il circolatore continua a sibilare, il problema potrebbe essere un circolatore danneggiato. I circolatori nei circuiti solari sono dimensionati appositamente per il liquido caldo – i circolatori normali per il riscaldamento non reggono qui. In questo caso consigliamo di chiamare l'assistenza tecnica.

3. Riscaldamento insufficiente dell'acqua – perché il serbatoio non è abbastanza caldo

Questo è il reclamo più frequente che incontriamo: "Ho un sistema solare e l'acqua non è calda". Le cause possono essere molteplici – dalla regolazione mal configurata fino a uno scambiatore termico bloccato. Le esamineremo in modo sistematico.

Bollitore per acqua calda sanitaria intasato

Il bollitore della stazione solare ha un cambio interno – a spirale o tubolare – attraverso cui il fluido dal collettore cede calore all'acqua potabile. Se l'acqua nel luogo di installazione è più dura (oltre 15 °dH), si deposita gradualmente calcare sul cambio. Ogni millimetro di calcare riduce la trasmissione del calore del 10–15 %. Dopo 5–7 anni, il cambio può essere talmente intasato che il bollitore riscalda l'acqua molto lentamente – anche se i collettori funzionano a pieno regime.

La soluzione è il decalcificazione chimica del bollitore – si inietta una soluzione debole di acido citrico o fosforico, si lascia agire per alcune ore e poi si lava via. Consigliamo di eseguire questo intervento ogni 3–5 anni nelle aree con acqua dura. Alcuni moderni bollitori (come quelli nella stazione Vaillant auroSTEP VSL S 250/2 T) hanno un cambio accessibile attraverso un'apertura di ispezione, che semplifica notevolmente la decalcificazione.

Regolazione errata – differenza di temperatura di accensione

La regolazione del sistema solare funziona sul principio della differenza di temperatura (ΔT): la pompa si attiva quando il collettore è X gradi più caldo del bollitore e si ferma quando la differenza è minore. Impostazione tipica: attivazione a ΔT = 6–8 °C, disattivazione a ΔT = 2–3 °C.

Se la differenza di accensione è impostata troppo alta (ad esempio 12 °C), la pompa si attiva tardi – in un giorno soleggiato estivo non è un problema, ma in primavera e in autunno si perderanno ore di produzione. Se è troppo bassa (ad esempio 2 °C), la pompa funziona inutilmente anche quando il collettore non riesce a riscaldare il fluido a una temperatura superiore a quella del bollitore – e in pratica lo raffredda. Controlli le impostazioni nel manuale della regolazione e imposti i valori in base alle raccomandazioni del produttore.

Poco flusso nei circuiti dei collettori

Il flusso ottimale nei circuiti solari è 30–50 litri all'ora per metro quadrato di collettore. Una stazione standard con due collettori (5 m²) dovrebbe avere un flusso di 150–250 l/h. Se il misuratore di flusso nella stazione solare indica meno, le cause possono essere:

Valvola di chiusura parzialmente chiusa (sfiato o valvola a sfera) – capita dopo l'assistenza tecnica, quando si dimentica di aprirla
Filtro intasato davanti alla pompa – il filtro a rete va pulito ogni 1–2 anni
Pompa usurata – dopo 10–15 anni di funzionamento, la potenza del circolatore diminuisce
Bolla d'aria nel tubo (vedi capitolo precedente)
Diametro troppo piccolo del tubo di alimentazione (15 mm invece di 22 mm per le stazioni più grandi)

Dimensionamento non corretto della stazione

A volte il problema non è un guasto, ma un sottodimensionamento fondamentale del sistema. Per una famiglia di 4 persone si calcola in media 4–6 m² di superficie dei collettori e un bollitore da 250–300 litri. Se una famiglia ha solo 1 collettore (2 m²) e un bollitore da 120 litri, ci sarà una mancanza di acqua calda anche se il sistema funziona perfettamente. Nell'articolo Come scegliere una stazione solare per una casa familiare: potenza, numero di collettori e volume del bollitore troverà un dimensionamento dettagliato con esempi.

Una stazione ben dimensionata e collaudata per una casa familiare è ad esempio Protherm HelioSet FES2 250 BM con un bollitore da 250 litri – adatto per una famiglia di 3–4 persone con due collettori piani, oppure Protherm HelioSet 2.250C HT con un bollitore combinato per l'interconnessione con una caldaia. Se Lei risolve l'interconnessione con una sorgente di calore, le raccomandiamo di leggere anche le tematiche del Centro informativo Combinazione di una stazione solare con una caldaia o una pompa di calore: come collegare correttamente i sistemi.

4. Combinazione di guasti – quando i problemi si sovrappongono

Nella pratica ci capita abbastanza spesso che il sistema abbia contemporaneamente diversi problemi. Ad esempio: il glicole vecchio causa corrosione nel collettore, dalla corrosione si liberano depositi che intasano il filtro e riducono il flusso, il basso flusso fa sì che il collettore si surriscaldi e il glicole si degradi ancora di più. È un circolo vizioso, dal quale si esce solo con un'assistenza tecnica completa.

Esempio pratico: un cliente aveva una stazione di 8 anni in una casa familiare e lamentava che da primavera l'acqua non era calda. Durante l'ispezione abbiamo scoperto: flusso 60 l/h invece di 180 l/h (filtro intasato + valvola parzialmente chiusa dopo l'assistenza tecnica precedente alla caldaia, quando il tecnico aveva accidentalmente chiuso anche la valvola del circuito solare), pH del glicole 6,2 (molto acido, dovrebbe essere almeno 7,5), differenza di accensione ΔT impostata a 10 °C invece di 6 °C. Dopo un intervento completo di assistenza tecnica – sostituzione del fluido, pulizia del filtro, apertura della valvola, reimpostazione della regolazione – il bollitore raggiungeva i 55–60 °C già alle 10:00 in un giorno soleggiato. Il cliente aveva precedentemente considerato di sostituire l'intero sistema. L'intera assistenza ha costato una frazione di quella somma.

5. Guasti specifici per tipi di impianto

Impianto compatto con serbatoio integrato

Alcuni impianti – ad esempio Impianto solare n. I S – hanno il bollitore e il collettore realizzati come un unico corpo o sistema strettamente connesso. L’vantaggio è l’installazione più semplice, lo svantaggio è che l’accesso al cambio per l’assistenza potrebbe essere limitato. Per questi impianti, lo svuotamento del calcare si effettua seguendo una procedura speciale indicata nel manuale – si consiglia di seguire le istruzioni del produttore.

Impianti Vaillant auroSTEP

Gli impianti Vaillant auroSTEP VSL S 250/2 F (per tetto piano) e Vaillant auroSTEP VSL S 250/2 T (per tetto inclinato) sono dotati della propria regolazione intelligente auroMATIC 620, che segnala automaticamente i codici di errore. Se la regolazione mostra un codice F.XX o E.XX, prima di chiamare l’assistenza tecnica, controlli nel manuale di cosa si tratta – la maggior parte dei codici è indicativa e alcuni (ad esempio F.10 – pressione bassa) possono essere risolti autonomamente aggiungendo pressione. Attenzione: dopo ogni integrazione del liquido, controlli se si verifica una perdita in uno dei giunti – la causa più comune della riduzione della pressione è una piccola perdita, non solo l’esiguo svuotamento d’aria.

6. Manutenzione preventiva – come evitare l’80% dei guasti

La maggior parte dei problemi descritti può essere evitata con un’ispezione annuale regolare. Ecco un elenco di ciò che va controllato – idealmente ogni primavera prima della stagione:

Pressione nel circuito collettore: Sistema freddo = 1,5–2,5 bar. Se è inferiore, aggiungere liquido e controllare le perdite.
Stato del vaso di espansione: Controllare la pressione dell’aria (tramite valvola, sistema freddo), deve corrispondere all’altezza statica del sistema.
Liquido (glicole): Prelevare un campione, controllare il colore, misurare il pH e la densità (con densimetro o refrattometro). In caso di pH inferiore a 7,0 o densità non corrispondente alla concentrazione misurata – sostituire.
Filtro (cattura impurità): Pulire il filtro a maglia davanti alla pompa – spegnere il circuito, chiudere le valvole, rimuovere la maglia, risciacquare con acqua.
Portata: Controllare il valore sul misuratore di portata con la pompa in funzione – confrontare con il valore progettato.
Collettori: Controllo visivo – crepe sul vetro, giunti allentati, corrosione sul telaio. Pulire con acqua (senza lavaggio a pressione – potrebbe danneggiare lo strato superficiale dell’assorbitore).
Regolazione: Controllare l’impostazione di ΔT, la temperatura massima del bollitore e la funzione di protezione contro la legionella (il bollitore dovrebbe essere riscaldato almeno una volta a settimana a 60 °C).
Valvola di sicurezza: Controllare che non sia intasata o sempre aperta. Una valvola di sicurezza che si apre ripetutamente deve essere sostituita.

Per un’analisi dettagliata della manutenzione annuale si veda anche l’articolo Manutenzione e assistenza dell’impianto solare: cosa controllare ogni anno e quando chiamare il tecnico nel Centro informativo.

7. Quando chiamare il tecnico e quando si può risolvere autonomamente

Non tutti gli interventi richiedono un tecnico di assistenza. Ecco una suddivisione generale:

Si può risolvere autonomamente: integrazione della pressione nel circuito (se si conosce dove e si ha il liquido), controllo e pulizia del filtro, svuotamento d’aria (se si conoscono le valvole e il sistema è freddo), impostazione della regolazione, controllo visivo dei collettori.

Richiede un tecnico: sostituzione del liquido (smaltimento della vecchia soluzione glicolica), decalcificazione del bollitore, sostituzione della pompa, sostituzione del vaso di espansione, riparazione di perdite nei giunti sotto l’isolamento, assistenza alla unità di regolazione, qualsiasi lavoro sui collettori in altezza.

Non lavorare mai sui collettori in un giorno soleggiato – l’assorbitore può raggiungere i 200 °C anche con un circuito vuoto. Le ustioni sono gravi e si verificano. Orario consigliato per i lavori: presto al mattino o tardi la sera, oppure in condizioni nuvolose.

Se è interessato a temi legati all’utilizzo degli impianti solari in condizioni particolari – ad esempio durante i mesi freddi – le consigliamo di leggere l’articolo Impianto solare in inverno: come funziona a basse temperature e come evitare il congelamento del circuito.

Domande frequenti (FAQ)

Perché il mio impianto solare in estate non riscalda l’acqua, pur con i collettori caldi?

La causa più comune è l’aria nel circuito – il liquido non circola, anche se la pompa funziona. Un’altra causa potrebbe essere che il bollitore è già completamente riscaldato (oltre 80 °C) e la regolazione spegne correttamente la pompa. Controlli la temperatura del bollitore – se è superiore a 70 °C, il sistema funziona correttamente e semplicemente non ha dove cedere il calore. Se il bollitore è freddo e i collettori sono caldi, il problema è nella circolazione.

Dalla valvola di sicurezza del circuito solare fuoriesce liquido – cosa fare?

La valvola di sicurezza si apre quando la pressione supera il suo limite (di norma 6 bar). Cause: surriscaldamento del sistema (stagnazione), vaso di espansione sottodimensionato o danneggiato, o la valvola stessa è usurata e si apre prima. Primo passo: lasciare raffreddare il sistema, controllare la pressione nel vaso freddo (di espansione). Se la pressione è nella norma e la valvola continua a perdere, è probabilmente usurata – va sostituita. Questo è un lavoro per un esperto, perché si lavora con liquido caldo sotto pressione.

L’impianto solare fa un rumore rumoroso di bolle – è normale?

No, non lo è. Il leggero rumore dell’acqua in movimento con la pompa in funzione è normale, ma bolle evidenti, ronzio o rumori di esplosione indicano aria nel circuito o ebollizione locale del liquido (durante la stagnazione). Se il sistema bolle anche in condizioni normali (non durante la stagnazione), è necessario svuotare l’aria dal circuito. Se il rumore si verifica sempre intorno alle 12:00–14:00 e in quel momento la pompa si ferma, è probabilmente la regolazione che spegne la pompa al raggiungimento del massimo del bollitore – e si sente la stagnazione nel collettore. Si consiglia di controllare se la temperatura massima del bollitore è impostata correttamente.

Quando è necessario sostituire il glicole nel circuito solare?

L’intervallo consigliato è ogni 4–5 anni, ma nella pratica dipende da quante stagnazioni il sistema ha subito. Il glicole si degrada ad ogni stagnazione – nei sistemi dove la stagnazione si verifica ogni estate (ad esempio durante le vacanze prolungate o con un’elevata potenza), il glicole potrebbe non essere più adatto già dopo 2–3 anni. Indicazioni: pH inferiore a 7,0, liquido scuro o torbido, odore sgradevole. Mai aggiungere acqua pura al circuito glicolico – riduce il punto di congelamento e diluisce gli inibitori di corrosione.

Il sistema in estate surriscalda il bollitore a 90 °C – è pericoloso?

Per il bollitore stesso non è immediatamente pericoloso (la maggior parte dei bollitori è testata a temperature più elevate), ma per la sicurezza delle persone sì – l’acqua sopra i 60 °C causa ustioni gravi a contatto con la pelle. Inoltre, il surriscaldamento prolungato riduce la durata dell’anodo del bollitore, danneggia le guarnizioni in gomma e accelera la corrosione. La soluzione è impostare la temperatura massima del bollitore a 75–80 °C nella regolazione e, se necessario, aggiungere al sistema una valvola per mescolare l’acqua calda con l’acqua fredda (miscelatore termostatico).

Dopo anni di funzionamento regolare il sistema ha smesso di riscaldare – cosa potrebbe essere andato storto?

Questo è uno scenario classico di combinazione di guasti dopo un lungo periodo senza manutenzione. La causa più comune: filtro intasato (la pompa funziona, ma la portata è minima) + glicole degradato (acido, scarsa trasmissione del calore) + accumulatore di calcare nel cambio. Un’altra possibilità: il sfiatatoio automatico è bloccato nella posizione chiusa e il circuito è pieno d’aria. Si consiglia una manutenzione completa – sostituzione del liquido, pulizia del filtro, svuotamento d’aria, controllo di tutte le valvole. Per saperne di più, legga l’articolo Installazione dell’impianto solare passo dopo passo: cosa si può fare autonomamente e cosa deve fare un esperto.

Conclusione: la prevenzione è più economica della riparazione

L’impianto solare è una tecnologia ben progettata con un numero minimo di componenti mobili – in pratica solo una pompa, una regolazione e alcune valvole. La maggior parte dei guasti descritti non si verifica improvvisamente – si tratta di un peggioramento graduale che il proprietario non si accorge, perché il sistema funziona comunque "in qualche modo". Un’ispezione annuale regolare (ideale professionale ogni due anni, fai-da-te ogni anno) individuerà l’80% dei problemi prima che causino danni gravi o perdite di liquido nel bollitore dell’acqua potabile.

Se sta pianificando l'installazione e desidera evitare problemi fin dall'inizio, legga l'articolo Quale potenza dell'impianto solare è necessaria: calcolatrice in base al numero di persone e consumo di acqua calda e Impianto solare per tetto inclinato vs. piano: quale scegliere e cosa significa per l'installazione – la corretta dimensione e l'installazione sono la base per un funzionamento senza problemi nel lungo termine.

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