Sistemi riscaldamento e raffrescamento solari: condizionatori ad energia solare
Il solare termico sfrutta il calore del sole in modo diretto. I sistemi di riscaldamento e raffreddamento solare si basano su un principio molto semplice e conosciuto da secoli: il sole riscalda l’acqua contenuta in un recipiente scuro. Le tecnologie per lo sfruttamento del solare termico disponibili sul mercato sono efficienti e molto diffuse. I campi di applicazione sono diversi: dall’acqua calda per uso domestico al riscaldamento degli ambienti in edifici residenziali e commerciali, dal condizionamento al processo di riscaldamento industriale e alla desalinizzazione dell’acqua potabile.
Il riscaldamento dell’acqua ad uso domestico è senza dubbio l’applicazione più comune al momento, a tal punto che in alcune nazioni è diventata una caratteristica molto diffusa nella progettazione degli edifici residenziali.
Ci sono fondamentalmente due tipi di tecnologia in commercio:
- I collettori sottovuoto – Hanno una forma tubolare che consente loro di catturare i raggi del solo in modo molto efficiente. La forma arrotondata del tubo consente al collettore di rendere al meglio anche quando, nelle giornate nuvolose, la luce è diffusa e colpisce il collettore da diverse angolazioni contemporaneamente.
- I collettori piani – Sono delle strutture con una copertura di vetro che vengono istallati sul tetto. All’interno dei collettori ci sono una serie di tubi di rame. L’intera struttura è rivestita con un materiale nero progettato per catturare al meglio i raggi del sole. Questi raggi riscaldano una mistura di acqua e antigelo che dal collettore arriva giù fino al radiatore dell’acqua, posto di solito nella parte inferiore dell’edificio.
I raggi del sole possono però essere sfruttati non solo per il riscaldamento ma anche per il raffreddamento degli ambienti. I condizionatori solari infatti usano il solare termico per produrre aria fredda o deumidificarla in modo simile a come accade per i refrigeratori o i deumidificatori convenzionali. Questa applicazione è particolarmente interessante in quanto la domanda di condizionatori aumenta proprio in quei periodi in cui c’è più sole. Il condizionamento solare è una realtà.
Condizionatori ad energia solare
In Italia la quasi totalità degli impianti di condizionamento funziona ad elettricità, provocando l’impennata dei consumi con black-out parziali nei periodi di caldo intenso. Come ovviare all’emergenza energetica sfruttando il fantomatico effetto “desertificazione”? Tramite lo sfruttamento dell’energia solare. La tecnologia è relativamente datata seppure poco sfruttata. Risale infatti agli anni 70 il brevetto della giapponese Yazaki, azienda leader del settore. In Italia il primo impianto concretamente realizzato di questo tipo risale al 1980.
Come funziona il sistema?
Vengono abbinati gruppi refrigeranti ad assorbimento di calore con pannelli solari, che riscaldano a bassa temperatura l’acqua utilizzata per lo scambio termico.
Quali sono gli ostacoli alla diffusione?
Sicuramente il costo ancora elevato di assorbitori e collettori non soggetti a convenienti economie di scala: per ottenere un Kw di energia refrigerante sono infatti necessari 3 metri quadrati di pannelli solari.
Quali i vantaggi?
Sicuramente una riduzione dei costi energetici, una maggiore silenziosità, la possibilità di essere installati all’aperto, l’eco-sostenibilità e non ultimo una ridotta manutenzione data la semplicità impiantistica.
Pionieri del settore oltre ai giapponesi anche gli svedesi che hanno annunciato proprio in questi giorni la prossima realizzazione di una fabbrica di condizionatori solari per uso domestico con un investimento di 15 milioni di euro per un impianto in grado di produrre 25mila unita’ all’anno dal 2008. Le unita’ refrigeranti possono anche essere aggregate per le applicazioni in uffici o in grandi edifici. La potenza di condizionatori tradizionali varia tra i 500 kW e i 35kW per i piu’ piccoli, i condizionatori solari hanno invece una potenza di 10-15kW, con la possibilita’ di produrre anche aria e acqua calda.
E in Italia?
Sara’ prodotto a Padova dal prossimo settembre il primo climatizzatore funzionante per il 98% con energia prodotta da pannelli solari. Il nuovo dispositivo permettera’ di ottenere il massimo raffreddamento dell’aria proprio nei momenti di maggiore insolazione, cioe’ quando questo e’ piu’ necessario. Il climatizzatore avra’ bisogno di appena il 2% dell’energia elettrica oggi assorbita da un condizionatore di pari capacita’. Attualmente le prospettive di produzione riguardano applicazioni in uffici, scuole ed edifici pubblici ma entro quattro anni saranno disponibili i primi modelli per la refrigerazione degli ambienti domestici.
Gas refrigeranti
Altra valida alternativa eco-sostenibile e a risparmio energetico per rinfrescare le nostre estati bollenti è sicuramente l’utilizzo dei gas refrigeranti, altamente diffuso in Giappone per evitare il tilt elettrico dei centri urbani. Questa tecnologia, oltre ad evitare black-out di sistema, consente un perfetto funzionamento refrigerante anche ad alte temperature esterne (oltre i 45°).
In Italia il gas refrigerante occupa una fetta del mercato dei refrigeratori pari al 2%.
Quali sono i risparmi e i costi effettivi?
Oltre alla maggiore efficienza energetica il sistema consente risparmi in bolletta, con un investimento iniziale molto superiore rispetto ai comuni impianti di condizionamento.
26/07/2010
Fonte: http://www.reteingegneri.it