Meglio Gli Impianti Solari Termici A Circuito Aperto O Chiuso?
Impianti Solari Termici A Circuito Aperto E A Circuito Chiuso: Un Confronto Necessario
Quando si parla di impianti solari termici, una delle prime distinzioni fondamentali da comprendere riguarda il tipo di circuito che si utilizza per il trasferimento di calore. Questa distinzione non è un dettaglio tecnico trascurabile, bensì una scelta di progetto impiantistico che incide in modo sostanziale sull’efficienza, sulla durata e sulla manutenzione dell’intero sistema. In sostanza, gli impianti possono essere suddivisi in due grandi categorie: circuito aperto e circuito chiuso.
Nel circuito aperto, l’acqua che circola all’interno del collettore solare è la stessa che raggiunge l’utente finale. Questo vuol dire che il fluido termovettore non ha bisogno di scambiatori o circuiti secondari: l’acqua, una volta riscaldata, può essere direttamente impiegata per l’uso sanitario o altri scopi. Questo sistema, per la sua semplicità, è economicamente vantaggioso e presenta minori perdite energetiche nel passaggio del calore. L’assenza di uno scambiatore termico permette infatti di evitare le inefficienze tipiche della trasmissione tra fluidi.
Il circuito chiuso, invece, si basa su due circuiti distinti: uno contenente un fluido termovettore (spesso una miscela di acqua e glicole antigelo), l’altro contenente l’acqua sanitaria. Il calore viene trasferito da un circuito all’altro tramite uno scambiatore di calore. Questo sistema, più complesso, è però necessario in molte condizioni climatiche perché protegge l’impianto da problematiche importanti come il congelamento invernale e la formazione di calcare all’interno dei collettori.
Se dunque i sistemi aperti possono essere molto convenienti in aree con clima mite e stabile, essi diventano problematici non appena le temperature scendono sotto lo zero. L’acqua nei collettori potrebbe congelare, con conseguenze potenzialmente disastrose: rottura delle tubazioni, perdita di fluido, danneggiamento permanente del collettore. A questo si aggiunge il problema della durezza dell’acqua, che nei sistemi aperti favorisce il deposito di calcare, accelerando l’invecchiamento del sistema.
È per questo motivo che i sistemi chiusi, pur comportando un maggiore investimento iniziale e una maggiore complessità manutentiva, rappresentano la scelta prevalente nelle zone con forte escursione termica o dove la durezza dell’acqua è un fattore significativo. Negli ultimi anni, inoltre, l’adozione di sistemi chiusi è stata incentivata dall’introduzione di tecnologie sempre più efficienti e dalla disponibilità di incentivi statali (come il Conto Termico 2.0) per l’installazione di impianti solari termici ben progettati e ad alta efficienza.
Il Calcare: Un Nemico Subdolo Ma Non Invisibile
Il problema del calcare negli impianti solari termici è tanto frequente quanto sottovalutato. Questo vale soprattutto per i sistemi a circuito chiuso, dove il fluido termovettore può raggiungere temperature superiori ai 55-60°C. A queste condizioni, i sali di calcio e magnesio presenti naturalmente nell’acqua tendono a precipitare, formando incrostazioni solide sulle pareti delle tubazioni. Tali incrostazioni non solo riducono l’efficienza dello scambio termico, ma creano nel tempo anche ostruzioni parziali o totali delle condotte.
È importante ricordare che il calcare è un ottimo isolante termico. Quando si deposita lungo le pareti del collettore o dello scambiatore, agisce da barriera al trasferimento del calore, diminuendo progressivamente l’efficacia dell’intero sistema. Inoltre, le perdite di carico aumentano, richiedendo pompe più potenti o più attive, con un incremento nei consumi elettrici e nella probabilità di guasti.
Per limitare questo fenomeno, spesso si ricorre a filtri addolcitori installati all’ingresso dell’impianto. Tali dispositivi riducono la concentrazione dei sali responsabili della formazione del calcare, ma hanno costi di installazione elevati e richiedono una manutenzione costante per restare efficaci. Inoltre, non sempre sono sufficienti in presenza di acque particolarmente dure, rendendo necessarie soluzioni complementari.
Una di queste è l’utilizzo di fluidi termovettori diversi dall’acqua, tipicamente miscele di acqua e glicole. Il glicole, infatti, non solo abbassa il punto di congelamento del fluido, ma contribuisce a ridurre la formazione di incrostazioni, preservando la vita utile del sistema. Tuttavia, queste miscele hanno una durata limitata (5-8 anni in media) e devono essere sostituite periodicamente.
Da un punto di vista progettuale, una corretta valutazione della qualità dell’acqua in fase preliminare può orientare verso scelte più appropriate, evitando interventi correttivi successivi. Oggi i software di simulazione termica impiantistica tengono conto anche della durezza dell’acqua locale, elemento che un tempo era spesso trascurato.
Quando La Semplicità È La Soluzione: Collettori Non Vetrati E Sistemi Integrati
In alcuni casi, invece di combattere il calcare e il gelo con tecnologie complesse, si può optare per soluzioni che, per loro stessa natura, aggirano il problema. È il caso dei collettori non vetrati e dei sistemi ad accumulo integrato, due tecnologie solari che puntano sulla semplicità costruttiva e su applicazioni stagionali, in contesti dove le condizioni ambientali rendono superflua una protezione estrema.
I collettori solari non vetrati, spesso utilizzati per il riscaldamento di piscine o per la produzione di acqua calda sanitaria in case di vacanza, sono pannelli costruiti in materiali plastici neri come PVC, neoprene o gomma sintetica. Non essendo dotati né di vetro di copertura né di isolamento termico, questi dispositivi operano con temperature contenute, difficilmente superiori ai 40-45°C. Questo abbassa drasticamente il rischio di formazione di calcare, poiché i sali tendono a precipitare solo oltre soglie termiche più elevate.
L’assenza di vetro e di isolamento comporta anche che questi collettori abbiano un ottimo rendimento in estate, ma prestazioni quasi nulle in inverno o nelle giornate nuvolose. Tuttavia, se usati in applicazioni stagionali, questa non è una vera limitazione. Anzi, rappresenta un vantaggio in termini di costi e manutenzione. Non avendo componenti delicati né fluidi antigelo, possono essere installati e disinstallati con facilità, richiedono una manutenzione ridotta al minimo e hanno una vita utile sorprendentemente lunga se usati correttamente.
Anche i sistemi a accumulo integrato, pensati per climi miti, funzionano secondo una logica simile. In essi, il serbatoio di accumulo è integrato nel collettore stesso. Questo significa che l’acqua si scalda direttamente nel punto in cui viene irradiata, senza bisogno di un circuito secondario. L’assenza di tubazioni strette e complesse riduce anche qui i problemi legati al calcare, mentre la grande massa d’acqua presente nel serbatoio rallenta l’eventuale congelamento.
Naturalmente, entrambi questi sistemi sono inadatti a zone con clima rigido o dove è richiesta acqua calda durante tutto l’anno. Ma rappresentano una alternativa intelligente e sostenibile in molte applicazioni, specialmente in contesti residenziali off-grid, in campeggi, in case vacanza o in impianti sportivi stagionali.
I Pannelli Non Vetrati: Una Tecnologia Economica E Intelligente
I pannelli non vetrati sono tra le soluzioni più semplici e, allo stesso tempo, più sottovalutate del panorama solare termico. Proprio per la loro struttura elementare, questi dispositivi offrono una serie di vantaggi rilevanti che li rendono ideali per specifici contesti applicativi. Essi non possiedono la lastra di vetro che nei collettori tradizionali svolge il compito di effetto serra, cioè di trattenere la radiazione solare assorbita riducendo le dispersioni.
Questa “mancanza” è in realtà una precisa scelta progettuale, che punta a massimizzare la resa in ambienti caldi e ben irradiati. In condizioni ideali – temperatura esterna sopra i 20°C e sole diretto – questi pannelli sono in grado di riscaldare l’acqua rapidamente fino a temperature intorno ai 35-40°C, più che sufficienti per la balneazione, per usi igienico-sanitari leggeri o per il lavaggio.
La semplicità del sistema comporta un costo contenuto, sia in fase di acquisto che di installazione. Non essendoci componenti in vetro, parti metalliche o sistemi di isolamento complessi, i materiali sono leggeri, flessibili e facilmente trasportabili. Questo rende i collettori non vetrati ideali per installazioni temporanee o mobili.
Tuttavia, è bene ribadire che questi dispositivi non possono essere considerati dei veri e propri sistemi solari termici a uso residenziale permanente, soprattutto in zone dove si richiede acqua calda tutto l’anno o dove le temperature scendono sotto i 15°C. La mancanza di isolamento comporta infatti elevate perdite termiche nelle ore notturne e nelle giornate fredde, annullando i benefici dell’accumulo.
I Sistemi Con Accumulo Integrato: Efficienza E Praticità In Un Unico Blocco
I sistemi solari con accumulo integrato rappresentano una delle soluzioni più eleganti dal punto di vista impiantistico, soprattutto per quegli edifici situati in aree dal clima temperato, dove l’irraggiamento solare è consistente e le temperature invernali non sono troppo rigide. In questi sistemi, il serbatoio di accumulo e il collettore solare formano un unico corpo. L’acqua si riscalda per effetto diretto della radiazione solare, evitando il passaggio tramite uno scambiatore o un circuito secondario.
Questa configurazione offre molti vantaggi pratici. Innanzitutto, la semplicità costruttiva consente una installazione rapida, spesso senza la necessità di interventi murari complessi o permessi edilizi particolari. In secondo luogo, la manutenzione è ridotta al minimo, e in caso di guasto, la sostituzione è semplice e poco costosa.
Molti modelli dispongono di una resistenza elettrica integrata, utile per riscaldare l’acqua in caso di prolungata assenza di sole. Questo garantisce una certa continuità di servizio anche nelle giornate nuvolose, pur con un consumo elettrico che va considerato nel bilancio energetico complessivo.
Naturalmente, questi sistemi hanno anche delle limitazioni. In primo luogo, il rischio di congelamento invernale è reale, poiché l’acqua è contenuta direttamente nel pannello. Questo li rende adatti solo a climi dove le temperature difficilmente scendono sotto lo zero. In secondo luogo, la capacità del serbatoio è limitata, per cui sono consigliabili solo per utenze a basso consumo o per uso stagionale.
Conclusioni
La scelta tra impianti a circuito aperto o chiuso, tra collettori vetrati o non vetrati, tra sistemi con o senza accumulo integrato, dipende da una moltitudine di fattori: clima locale, durezza dell’acqua, uso previsto, disponibilità di spazio, budget, necessità manutentive. Non esiste una soluzione universale. Ogni contesto merita una valutazione specifica e ragionata, che tenga conto delle condizioni ambientali, delle tecnologie disponibili e delle agevolazioni vigenti, come il Conto Termico o eventuali detrazioni fiscali.
Comprendere questi aspetti significa progettare meglio, risparmiare sui costi energetici nel lungo periodo e ridurre l’impatto ambientale, sfruttando in modo intelligente una delle fonti più pulite ed economiche: il Sole.
