COLLETTORE SOLARE TERMICO A CUPOLA Manuale Tecnico

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COLLETTORE SOLARE TERMICO A CUPOLA
Manuale Tecnico - Illustrativo.
Introduzione.
È un collettore che ottimizza la captazione dell’energia solare. Grazie alla forma
semisferica, assorbe i raggi solari senza necessità di inclinazione o orientamento. Offre
rendimenti migliori di un collettore solare piano, soprattutto nelle giornate caratterizzate
da scarso irraggiamento solare. E’ leggero (pesa 8 kg a vuoto), e occupa poco spazio.
Nonostante ciò, è robusto e resistente a qualsiasi condizione climatica. E’ semplice e
veloce da montare: si distingue, quindi, anche per i bassi costi di installazione. E’
applicato in abitazioni private, condomini,
impianti
sportivi,
strutture
ricettive
quali
alberghi, ostelli, campeggi e negli stabilimenti
balneari.
È un collettore costituito integralmente da
materiale plastico: non corre il rischio di
corrosioni (è ideale per installazioni in zone
marittime), o ostruzioni calcaree. E’ applicato con successo sia per la produzione di
acqua calda sanitaria, in impianti solari termici a circolazione forzata, sia per il
riscaldamento delle piscine, caso in cui il collettore è utilizzato direttamente, senza
l’utilizzo di un serbatoio di accumulo.
Grazie alla forma semisferica, non presenta superfici che possano offrire resistenza al
vento, anche quando questo è particolarmente forte.
Il collettore non richiede manutenzioni. Quando necessaria, è sufficiente la pulizia con
sola acqua.
È dotato delle garanzie e delle certificazioni richieste per accedere alla detrazione
fiscale cui sono soggetti gli impianti solari termici.
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Indirizzo/Address: Corso Guglielmo Marconi, 13 - 10125 Torino –
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web: www.unionsunenergy.com
Il collettore è garantito due anni dal produttore.
UNIONSUN è distributore italiano autorizzato dal produttore dell'unico collettore
originale.
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Dati Tecnici del Collettore.
-
Larghezza: 860 mm.
-
Lunghezza: 860 mm.
-
Altezza: 430 mm.
-
Diametro cupola: 800 mm.
-
Raggio cupola: 400 mm.
-
Base quadrata: 0,7396 m2
-
Base circolare: 0,5027 m2
-
Superficie esterna della cupola: 1,0053 m2
-
Superficie di proiezione assorbitore (min/max): 0,256 – 0,503 m2
-
Superficie totale esterna: 1,2422 m2
-
Spessore della cupola di copertura: 3 mm
-
Spessore del supporto: 20 mm
-
Diametro dell’assorbitore: 25 mm
-
Superficie dell’assorbitore: 3 m2
-
Peso vuoto: 8 kg
-
Capacità: 9 litri
-
Fluido termovettore: acqua
-
Pressione di Servizio: 0,5 bar
-
Pressione di lavoro massima: 2 bar
-
Pressione massima a 20°C: 4 bar
-
Pressione massima a 40°C: 2,5 bar
-
Perdita di carico per collettore: 0,06 bar
-
Flusso: 50-100 l/h
-
Temperatura massima riposo: 95oC (media)
-
Temperatura massima di operazione: 120oC
-
Temperatura di stagnazione 1000 W/m2 e 30°C ambiente: 125°C
-
Vita utile in continuo servizio: 25 anni
-
Durata delle componenti: 40 anni
-
Rendimento massimo della superficie di proiezione: 100%
-
Coefficiente di perdita dell’assorbitore: 18 W/m2K
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Caratteristiche delle componenti.
Componente
Descrizione
Specifica
Assorbitore
Tubo corrugato in polipropilene
Hostalen PPH4122*
Isolamento
Schiuma di poliuretano ad alta
densità
Alta densità
Isolamento di copertura
Alluminio anticorrosione
0,05 mm
Cupola esterna
Polimetacrilato di metile
R100
Cupola interna
Polimetacrilato di metile
PMMA-XT 20070
Cupola esterna e cupola interna.
Proprietà
Valore
Metodo di valutazione
Unità
ISO 1183
g/cm
DIN 5036 T3
%
92
Indice di rottura
ISO 489
nD20
1,492
Resistenza alla flessione
ISO 178
MPa
120
Limite di stabilità termica
ISO 306
°C
97/101
DIN 52612
°C
>280
Densità
Trasmissione
Temperatura di fusione
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3
1.19
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Assorbitore.
Proprietà
Unità
Densità
DIN 53479
g/cm
Indice di fluidità MFI 230/2,16
DIN 53735
g/10 min
Tensione di rottura
DIN 53455
N/mm
2
17
Resistenza alla flessione 3,5%
DIN 53452
N/mm
2
22
Resistenza al colpo
DIN 53453
Mj/mm
2
o.Br.
Stabilità geometrica
Ob=0.45 N/mm2
o
Stabilità all’ozono
3
0,912
0,25
C
100
o
50pphm/00h/40 C
Stabilità UVA
20
Ambito di stabilità termica
o
C
Infiammabilità
Garanzia
Valore
anni
-35oC
+120oC
B2
anni
10
* In accordo con la sua natura chimica, l’Hostalen PPH4122 presenta una stabilità
straordinaria in presenza di agenti chimici e altri elementi aggressivi. E’ resistente alla
salsedine e agli acidi. Offre un ambiente sfavorevole alla nascita di microrganismi.
Rispetta le raccomandazioni KTW, Parte 1.3.3 e le normative che riguardano i prodotti
alimentari, per l’utilizzo di acqua sanitaria.
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Base di isolamento riflettente.
Proprietà
Unità
Valore
Infiammabilità
DIN 4102
B2
Classe di isolamento
DIN 4108
WLG 025
Controllo qualità
DIN 18164
Sì
Valore k
Stabilità geometrica della copertura
0.85
Ob=0.45 N/mm
2
°C
Stabilità all’ozono della copertura
100
50 pphm 100h/40 °C Senza fenditure
Infiammabilità della copertura
B2
Rendimento del collettore.
Differentemente dalla superficie d un pannello solare piano, in sede di valutazione del
rendimento del collettore, è indispensabile tenere in considerazione la sua forma
semisferica che permette un maggiore assorbimento della radiazione solare diffusa.
Questo spiega chiaramente i rendimenti superiori al 100%.
Il rendimento del collettore , quindi, è molto elevato, con un salto termico ridotto. Ad
esempio, il collettore mantiene un rendimento del 100% con un salto termico di 5k ed
un irraggiamento di 800 W/m2 (giornata soleggiata).
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La curva di rendimento istantaneo del collettore è riferita alla superficie di proiezione
2
dell’assorbitore, i cui valori oscillano tra 0.256 a 0.503 m in funzione dell’angolo di incidenza della
radiazione solare.
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Il diagramma soprastante riguarda la produzione annuale di un collettore da un test effettuato in
Germania, da considerarsi, quindi, pessimistico e cautelativo, in rapporto al rendimento del
installato in territorio italiano.
Nel semestre estivo, in condizioni normali di irraggiamento e temperatura ambiente, un
collettore garantisce la produzione di 50 litri di acqua calda sanitaria (ACS) a 45°C
al giorno.
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Sopra è riportata la comparazione tra un collettore ed un collettore solare piano con diverse
intensità di irraggiamento.
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Perdita di carico.
Collettori connessi in parallelo.
Il diagramma sopra è stato calcolato con un flusso di 100 l/h per ciascun collettore.
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Questo diagramma logaritmico permette una lettura migliore dei valori.
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Riassunto dei test effettuati sul collettore secondo la norma DIN EN 12975.
Rendimento.
Inclinazione di 50°.
Area di riferimento: assorbitore 0.335 m
no
0,996
K1
14,029
W/m K
K2
0,041
W/m K
2
Area di riferimento: apertura 0.506 m
2
2
2
2
no
0,664
K1
9,344
W/m K
K2
0,090
W/m K
2
2
2
Collettore in posizione orizzontale ed angolo di incidenza di 45°.
Area di riferimento: assorbitore 0.335 m
no
1,061
K1
19,412
W/m K
K2
0,041
W/m K
2
Area di riferimento: apertura 0.506 m
2
2
2
2
no
0,706
K1
12,928
W/m K
K2
0,028
W/m K
2
2
2
Potenza ottenuta per ciascun collettore (W).
2
400 W / m
10
82
182
282
30
-
52
152
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700 W / m
2
Tm-Ta (K)
1000 W / m
2
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Durata ed affidabilità.
Prova
Risultato
Resistenza alle alte temperature
CONFORME OK
Esposizione
CONFORME OK
Choc termico esterno
CONFORME OK
Choc termico interno
CONFORME OK
Penetrazione della pioggia
CONFORME OK
Rendimento termico
CONFORME OK
Resistenza all’impatto
CONFORME OK
Ispezione finale delle componenti:
- carcassa;
- fissaggi;
- struttura;
- giunti;
- copertura riflettente;
- tubi;
- montaggio dell’assorbitore;
- isolamento.
CONFORME OK
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Dimensionamento.
Acqua calda sanitaria.
Normalmente, ai fini della produzione di acqua calda sanitaria, è necessario
dimensionare un collettore per ciascun utente. Il dimensionamento del serbatoio di
accumulo, in funzione delle esigenze reali, è effettuato sulla base del fabbisogno medio
per persona:
da 50 (consumo normale) a 80 (consumo elevato), litri di ACS a 45° al giorno
Riscaldamento piscine.
La quantità esatta di collettori da installare in una piscina, con lo scopo di riscaldare
l’acqua contenuta nella stessa alle temperature normalmente richieste per un utilizzo
confortevole, rispetta la seguente direttiva:
nr. 1 collettore ogni 5 m3 di acqua da riscaldare.
Struttura di fissaggio.
Il telaio di fissaggio in alluminio è stato concepito per velocizzare al massimo le
operazioni di installazione del collettore . Grazie a questo telaio, il collettore può essere
installato su qualsiasi superficie, sia essa piana o inclinata, a terra, a parete… Tale
versatilità è dovuta all’adattabilità del telaio ed alla capacità del collettore di lavorare
anche se installato in posizioni atipiche.
Il telaio è disponibile nelle versioni per due o per tre collettori.
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Riscaldamento di piscine.
L’utilizzo delle energie alternative e, nello specifico, dell’energia solare per riscaldare
l’acqua delle piscine è una soluzione economica e rispettosa dell’ambiente. Il collettore ,
in particolare, permette di risparmiare considerevolmente sui costi di gestione delle
piscine e di prolungare il periodo di utilizzo delle piscine stesse.
Il collettore , inoltre, quando destinato al riscaldamento di piscine coperte, è attivo tutto
l’anno: coadiuva il sistema di riscaldamento esistente durante il semestre invernale,
sino ad arrivare a sostituirlo totalmente nel semestre estivo.
In presenza di piscine prive di un sistema di riscaldamento proprio, il collettore
rappresenta una soluzione ideale, efficace ed economica per rendere più confortevole
l’utilizzo della piscina e prolungarne il tempo.
Laddove le condizioni di irraggiamento solare siano favorevoli, le piscine prive di
copertura di isolamento, grazie al collettore , possono essere utilizzate da Maggio a
Settembre, mentre le piscine all’aperto, dotate di una forma di copertura isolante
possono essere sfruttare da Aprile/Maggio sino ad Ottobre.
Il collettore è adattabile alle piscine private come a quelle olimpioniche.
Sul rendimento di un impianto solare con collettore , destinato al riscaldamento di una
piscina, influiscono positivamente tre fattori:
-
bassa temperatura di consegna dell’acqua contenuta nella piscina;
-
basso salto termico tra i collettori solari e l’acqua della piscina;
-
portata consistente.
E’ possibile ottenere una temperatura dell’acqua ideale con un salto termico pari a 5K
ed un flusso di 100 litri di acqua / ora, per ciascun collettore.
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In sede di installazione dell’impianto è importante predisporre il mantenimento del
giusto equilibrio termico tra i collettori ed il flusso circolante.
Un impianto solare con collettore , dedicato al riscaldamento di una piscina, ha una
configurazione molto semplice che non richiede complesse e dispendiose installazioni.
Non sono necessari scambiatori o accumulatori. L’acqua della piscina circola
direttamente nei collettori che sono protetti dagli agenti potenzialmente aggressivi,
utilizzati per la purificazione dell’acqua.
Piscine con sistema di riscaldamento tradizionale.
Nello schema riportato sopra la pompa di circolazione della piscina è utilizzata per far
circolare l’acqua all’interno dei collettori. Lo stesso schema fa riferimento ad una piscina
dotata di caldaia o pompa di calore. In tal caso il sistema solare funge da coadiuvante
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del riscaldamento esistente, permettendo impareggiabili risparmi sui costi di gestione
della piscina.
Piscine scoperte.
Il controllo automatico del sistema è effettuato da un regolatore elettronico
multifunzionale (eventualmente il regolatore dedicato proposto nel listino prezzi), che
agisce su una valvola di controllo che impedisce all’acqua della piscina di circolare
all’interno dei collettori quando la temperatura della piscina raggiunge il limite richiesto o
quando la temperatura suddetta supera quella dei collettori (ad esempio in presenza di
nubi o durante le ore notturne).
Piscine coperte.
Nelle piscine coperte, un impianto solare con collettori
rappresenta un aiuto
indispensabile per abbattere i costi di riscaldamento dell’acqua tutto l’anno. Nel
semestre invernale il sistema solare coadiuva l’impianto di riscaldamento dell’acqua
esistente, mentre nel semestre estivo, può coprire da solo il fabbisogno termico,
analogamente a quanto accade nei sistemi solari destinati alla produzione di acqua
calda sanitaria.
Piscine prive di sistema di riscaldamento tradizionale.
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Percentuali di copertura del fabbisogno di riscaldamento acqua in una piscina scoperta.
Percentuali di copertura del fabbisogno di riscaldamento acqua in una piscina coperta.
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Produzione di acqua calda sanitaria.
La produzione di acqua calda sanitaria è la finalità cui è dedicata la maggior parte degli
impianti solari termici.
Il collettore
è associato a sistemi solari a circolazione forzata. In presenza di
dimensionamento ed installazione corretti, il , nel semestre invernale, è in grado di
coadiuvare il sistema tradizionale di riscaldamento dell’acqua, preriscaldando la stessa
e, nel semestre estivo, di coprire fino al 100% del fabbisogno quotidiano di acqua calda
sanitaria.
Lo schema indica la configurazione di un impianto solare termico a circolazione forzata.
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Quando la differenza tra la temperatura rilevata dalla sonda posta sui collettori e la
temperatura captata dalla sonda posta sul serbatoio di accumulo è superiore al valore
del Differenziale di Temperatura impostato sul regolatore elettronico di controllo, la
pompa di circolazione è attivata.
La pompa di circolazione resta in attività per tutto il periodo in cui la condizione di cui
sopra permane. Durante tale attività, il liquido termovettore circola all'interno del circuito
chiuso tra i collettori solari ed il serpentino dedicato al solare, posto all'interno del
serbatoio.
Tale circolazione permette il riscaldamento dell'acqua destinata all'utilizzo sanitario,
all'interno del bollitore.
Laddove sia installato un bollitore a doppio serpentino, integrato dalla caldaia, quando
la condizione necessaria all'innesco della pompa di circolazione non si verifica, al
momento della richiesta di acqua calda, interviene la caldaia, interpellata dalla
centralina elettronica di controllo.
Alcuni tipi di configurazione di impianto possono necessitare di una pompa di ricircolo
finalizzata a rendere immediatamente disponibile l'acqua calda al momento della
richiesta (ad esempio nei casi in cui il serbatoio di accumulo sia particolarmente
distante dai punti di utenza).
UN MODO ECONOMICO, VERSATILE ED INTELLIGENTE DI
SFRUTTARE IL CALORE DEL SOLE.
Le immagini ed i contenuti del presente documento sono esclusiva proprietà di UNIONSUN Per
tanto chiunque è diffidato dal duplicare, diffondere, copiare, riprodurre o utilizzare in qualsiasi
modo il suddetto materiale senza autorizzazione scritta dell'azienda.
Le caratteristiche tecniche indicate in questo manuale possono variare senza preavviso del
costruttore.
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