Come Evitare Il Gelo Nei Tubi Dell’Impianto Solare Termico

L’impianto solare termico rappresenta una delle soluzioni più diffuse ed efficienti per riscaldare l’acqua sanitaria sfruttando l’energia gratuita del sole. Tuttavia, come per tutte le tecnologie che coinvolgono il passaggio di fluidi all’aperto o in zone esposte alle intemperie, l’arrivo dell’inverno e delle basse temperature porta con sé una minaccia concreta: il gelo nei tubi. Questo fenomeno, spesso sottovalutato, può compromettere gravemente il funzionamento dell’impianto, provocare danni irreparabili ai collettori, ai tubi e allo scambiatore, oltre che bloccare completamente il sistema per giorni o settimane.

Affrontare il problema non significa solo reagire alle emergenze, ma piuttosto pianificare, prevenire e scegliere soluzioni adatte sin dalla fase di progettazione. In questo articolo approfondiremo in modo completo e articolato le cause, le soluzioni tecniche e i comportamenti corretti da adottare per evitare il congelamento nei tubi dell’impianto solare termico, garantendo sicurezza, efficienza e durata dell’intero sistema anche nei climi più rigidi.

1. Comprendere Il Problema: Perché Il Gelo È Così Pericoloso?

Il gelo nei tubi di un impianto solare termico si manifesta quando le temperature esterne scendono al di sotto dello zero e il fluido termovettore, generalmente acqua o una miscela di acqua e glicole, si congela all’interno dei tubi o dei collettori. Quando l’acqua si trasforma in ghiaccio, il suo volume aumenta di circa il 9%, e questa espansione genera pressioni interne altissime che possono facilmente rompere i tubi in rame, PVC o acciaio, danneggiare le saldature o deformare gli elementi interni dei pannelli.

Uno degli errori più comuni è pensare che il gelo sia un problema solo per le zone di montagna o del nord Italia. In realtà, anche in pianura o nelle aree meridionali, nelle notti serene e limpide, la temperatura superficiale può abbassarsi localmente ben al di sotto dello zero, soprattutto in assenza di vento. È qui che entra in gioco un principio fisico chiamato irraggiamento notturno, responsabile del fenomeno del “gelo da cielo sereno”.

Ma non è solo il congelamento in sé a causare problemi. Il gelo può anche:

Bloccare le valvole o i circolatori;
Fermare il flusso del fluido, impedendo lo scambio di calore;
Far scattare le sicurezze dell’impianto e disattivare la centralina di controllo;
Generare un ciclo continuo di sbrinamenti e ricongelamenti che stressano i materiali.

Comprendere quanto siano gravi le conseguenze di un impianto esposto al gelo è fondamentale per adottare le giuste contromisure. Non si tratta solo di evitare costi per la riparazione, ma anche di proteggere un investimento importante nel tempo.

2. Strategie Di Progettazione Per Prevenire Il Congelamento

La prima difesa contro il gelo in un impianto solare termico è una corretta progettazione. Questo significa adottare scelte tecniche che tengano conto del clima locale, dell’orientamento dell’edificio, delle esigenze dell’utente e del tipo di impianto installato.

Un aspetto cruciale è la tipologia dell’impianto: esistono principalmente due grandi categorie, ovvero gli impianti a circolazione naturale e quelli a circolazione forzata. I primi sono più esposti al rischio di congelamento, perché il serbatoio di accumulo è spesso posizionato all’esterno, in alto rispetto ai pannelli, e i tubi restano pieni di fluido anche di notte. Gli impianti a circolazione forzata, invece, permettono una gestione più flessibile del circuito e possono essere dotati di sistemi di svuotamento o di sicurezza attiva contro il gelo.

Per quanto riguarda la posa dei tubi, è sempre consigliabile:

Utilizzare tubi coibentati con materiali resistenti alle basse temperature;
Evitare percorsi troppo lunghi o con tratti esposti al vento;
Inserire eventuali pendenze che facilitino lo svuotamento in caso di emergenza;
Prevedere pozzetti di ispezione o vani tecnici accessibili per interventi rapidi.

Un altro aspetto da non trascurare è la coibentazione dei collettori. Se i pannelli solari termici sono installati su tetti piani o inclinati, è fondamentale che siano protetti lateralmente da accumuli di neve o ghiaccio, che potrebbero isolare termicamente il vetro e favorire la formazione di ghiaccio interno. Esistono in commercio anche collettori “a prova di gelo”, progettati specificamente per aree montane o ad alta esposizione al freddo, con vetri a bassa emissività e circuiti interni a svuotamento rapido.

La progettazione di un impianto resistente al gelo non richiede grandi sforzi economici aggiuntivi, ma solo consapevolezza tecnica e attenzione ai dettagli. Piccoli accorgimenti, se inseriti sin da subito, possono fare la differenza tra un impianto affidabile e uno soggetto a continui problemi.

3. Il Ruolo Fondamentale Del Fluido Termovettore Antigelo

Uno degli strumenti più efficaci per proteggere un impianto solare termico dal congelamento è la scelta del giusto fluido termovettore. Utilizzare semplice acqua come fluido di scambio termico è altamente sconsigliato in zone dove le temperature invernali possono scendere sotto lo zero, perché l’acqua congela facilmente, danneggiando irrimediabilmente l’impianto.

La soluzione più comune è l’impiego di miscela di acqua e glicole propilenico, in percentuali variabili dal 30% al 60% a seconda della temperatura minima attesa nella località d’installazione. Il glicole non solo abbassa il punto di congelamento della miscela (anche fino a -30°C), ma ha anche proprietà lubrificanti e anticorrosive, che contribuiscono alla longevità dell’impianto. In commercio si trovano fluidi già premiscelati, oppure è possibile preparare la miscela in loco seguendo le specifiche tecniche del produttore.

Tuttavia, anche il fluido antigelo richiede attenzione. Il glicole si degrada nel tempo, soprattutto se sottoposto a temperature molto elevate, come accade nei mesi estivi nei collettori stagnanti. Con il passare degli anni, la sua capacità antigelo diminuisce e può diventare acido, compromettendo il corretto funzionamento delle valvole, della pompa e dello scambiatore. Per questo motivo è necessario:

Controllare annualmente il punto di congelamento della miscela con un rifrattometro;
Verificare il pH del fluido, per evitare fenomeni corrosivi;
Sostituire il fluido completamente ogni 5-7 anni, o comunque quando indicato dal costruttore dell’impianto.

Inoltre, per garantire una protezione costante, la vaschetta di espansione dell’impianto deve contenere fluido antigelo in eccesso, in modo da compensare eventuali perdite o diluizioni dovute a rabbocchi.

Sottovalutare la qualità o la manutenzione del fluido termovettore è uno degli errori più comuni e gravi. La scelta del giusto antigelo per impianti solari termici è quindi una condizione imprescindibile per garantire la tenuta dell’impianto nei mesi più freddi dell’anno.

4. Sistemi Di Protezione Attiva: Elettronica E Strategie Di Controllo

Oltre alle soluzioni passive, esistono anche sistemi di protezione attiva che entrano in funzione automaticamente in caso di rischio gelo. Questi dispositivi si basano su sensori di temperatura, centraline elettroniche e strategie di intervento automatico, che garantiscono una protezione più raffinata e tempestiva, soprattutto negli impianti a circolazione forzata.

Una delle soluzioni più diffuse è la funzione antigelo della centralina solare, che, quando rileva una temperatura pericolosa nei collettori, attiva la pompa di circolazione per far scorrere il fluido, impedendone il congelamento. Questo metodo è particolarmente utile quando la temperatura si avvicina allo zero, ma non è ancora sufficiente a congelare la miscela antigelo. Tuttavia, in caso di interruzione dell’alimentazione elettrica o se la temperatura precipita rapidamente, la sola circolazione può non essere sufficiente.

Per questo, alcuni impianti sono dotati di:

Resistenze elettriche riscaldanti applicate sui tratti di tubazione più esposti;
Valvole antigelo meccaniche, che rilasciano automaticamente fluido quando la temperatura scende sotto una soglia preimpostata;
Sistemi a svuotamento automatico, in cui il fluido defluisce in un serbatoio di raccolta interno all’abitazione quando l’impianto non è attivo.

Va detto, tuttavia, che i sistemi attivi comportano anche un maggiore livello di complessità, e richiedono una manutenzione costante per garantire che i sensori siano tarati correttamente, le batterie siano cariche (nei casi di centraline autonome), e i meccanismi non siano ostruiti o bloccati.

La scelta tra protezione attiva e passiva deve essere valutata attentamente con il proprio tecnico installatore, tenendo conto del contesto climatico, della presenza o meno di alimentazione elettrica continua, e della disponibilità ad effettuare verifiche periodiche.

5. Buone Pratiche Quotidiane E Manutenzione Programmata

La prevenzione del gelo non si esaurisce con la progettazione e le scelte tecniche. Un ruolo fondamentale lo giocano le buone pratiche quotidiane e una manutenzione programmata, che consentano di intervenire prima che si manifestino i danni.

Durante i mesi freddi, è opportuno:

Verificare periodicamente che la centralina funzioni correttamente, anche in condizioni di gelo;
Controllare la presenza di allarmi o codici di errore sull’interfaccia dell’impianto;
Accertarsi che le tubazioni esterne siano ben isolate e non presentino crepe, fessure o infiltrazioni d’acqua;
In caso di nevicate, liberare il pannello dalla neve, per evitare accumuli che possono impedire il riscaldamento naturale durante il giorno.

Un’altra accortezza utile, per chi vive in zone particolarmente fredde, è quella di monitorare l’impianto anche da remoto, attraverso sistemi domotici o applicazioni per smartphone. Questo permette di intervenire tempestivamente in caso di blocchi o segnalazioni, anche quando si è lontani da casa.

Infine, almeno una volta l’anno, è essenziale programmare un intervento di manutenzione ordinaria da parte di un tecnico specializzato, che possa:

Controllare la tenuta dell’impianto;
Verificare l’efficacia del fluido antigelo;
Pulire i filtri, i circolatori e i sensori;
Verificare l’eventuale presenza di aria nei circuiti;
Aggiornare o tarare la centralina elettronica.

Questi piccoli interventi possono allungare la vita dell’impianto di molti anni, mantenendo al tempo stesso elevate prestazioni e bassi consumi. Ignorare la manutenzione o affidarsi al caso, invece, rischia di vanificare l’investimento iniziale e di causare costi di riparazione o sostituzione ben più alti.

Conclusione

Evitare il congelamento nei tubi di un impianto solare termico non è solo una questione tecnica, ma una vera e propria strategia integrata di progettazione, scelta dei materiali e gestione consapevole. Dalla selezione del fluido antigelo, alla coibentazione dei tubi, fino all’utilizzo di centraline intelligenti e pratiche quotidiane di monitoraggio, ogni elemento contribuisce a creare un impianto sicuro, durevole e performante, anche sotto la morsa dell’inverno.

In un’epoca in cui l’energia rinnovabile è sempre più al centro delle scelte per la casa, è fondamentale assicurarsi che il proprio impianto solare termico sia pronto a resistere non solo al sole d’estate, ma anche al freddo più pungente dell’inverno. Investire nella prevenzione del gelo significa proteggere il proprio impianto, il proprio comfort domestico e, in ultima analisi, anche l’ambiente.