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ASSORBITORE TERMOSOLARE "PANDA"
nm = nanometro: 1 x 10-9 ; un miliardesimo di metro; un milionesimo di millimetro.
°C = grado Celsius (o centigrado);
kcal = chilocaloria; è la quantità di energia termica in grado di elevare di 1°C un litro d'acqua fra le temperature di 1 e 99 °C (oppure fra le temperature di cristallizzazione ed ebollizione alla pressione data);
kcal/h = chilocaloria / ora; misura la quantità di calore che transita durante l’unità di tempo attraverso un mezzo;
Wt = Watt termico: 0,86 kcal/h;
Wt m2 = Watt termico per metro quadro: misura l'energia termica fornita dal Sole in un momento dato;
Un assorbitore termosolare (detto comunemente pannello solare) sfrutta la proprietà di una superficie nera (ed opaca) di trasformare in energia termica i raggi solari. La maggior parte di questa energia è fornita dai raggi infrarossi, non visibili dall'occhio umano. Tali frequenze corrispondono ad una lunghezza d'onda fra un millimetro per l'infrarosso lontano, ed i 2,5 nanometri (nm) per quello vicino.
per maggiori dettagli vedi
La quantità di energia termica che la superficie del dispositivo è in grado di captare è proporzionale al numero di fotoni nell'infrarosso che la colpiscono (provenienti dal sole) e dal seno (trigonometrico) dell'angolo che questi raggi formano rispetto alla superficie captante. Gli altri fotoni vengono riflessi dal cristallo.
Raffreddando con un serpentino percorso da acqua questa superficie nera, si preleva la maggior parte dell'energia termica assorbita, che si può sfruttare per fini di riscaldamento.
La capacità del pannello di recuperare energia termica è in funzione della energia solare (Wt m2), della sua superficie esposta ai raggi, al seno dell'angolo fra superficie e raggi ed il rendimento della macchina termica, che a sua volta dipende dall'assorbimento della vernice nera, della trasparenza del cristallo e da tanti altri fattori che non vale neppure la pena nominare.
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Il tuo scopo, caro lettore, è costruire un dispositivo che costi meno di 50 €, quindi i dati che ti ho appena riportato sono per la chiarezza, e non per il progetto. Calcolare il rendimento del pannello, per il momento ci interessa men che nulla. Più avanti, quando avremo acquisito una maggiore esperienza nella costruzione, non ci interesserà ugualmente un piffero, perché ci dovremo concentrare su come farlo costare meno di 40 €…
Per ragioni di semplicità, in questo manualetto mi riferirò ad un impianto per l'integrazione del riscaldamento dell'acqua calda sanitaria.
E per ragioni impiantistiche ti proporrò un solo schema di realizzazione basato su di un boyler col serpentino (o l'intercapedine) pensato e venduto per l’integrazione del riscaldamento con acqua proveniente da una caldaia. Naturalmente, non ha nessuna importanza se questo boyler ha il bruciatore di metano, di GPL (combustione) oppure la resistenza elettrica (effetto Joule).
Naturalmente non è possibile far circolare direttamente l’acqua sanitaria nel pannello, perché il gelo potrebbe distruggere tutto. Non sarebbe intelligente neppure scaldare il pannello con l’acqua calda per prevenire il gelo…
Accontentiamoci di recuperare l’energia che il Sole ci regala, senza esagerare e complicare. E’ già complicato accontentarsi.
IL PANNELLO PANDA
A dir la verità, occorre anche costruire un supporto per il (o i) pannello (pannelli), ma questo è ancor più deludentemente semplice. L'unica proprietà che deve avere è l'essere robusto: il vento, quando raffica, non perdona l'esilità…
L’ORIENTAMENTO
A livello puramente teorico, il pannello dovrebbe seguire il Sole ed offrire sempre la superficie del cristallo perpendicolare ai raggi della nostra stella. Questo dispositivo si chiama “montatura equatoriale” ed è stata inventata per i telescopi astronomici.
Naturalmente, durante la notte, questo dispositivo dovrebbe riposizionarsi per essere pronto a captare i raggi del sole all’alba del mattino successivo.
Evidentemente i collegamenti idraulici del pannello dovrebbero essere eseguiti con tubi flessibili di adeguata lunghezza. Poi il dispositivo dovrebbe essere robusto, sopportare il gelo, non fermarsi mai…
Tutto troppo complicato. Tutto abbastanza inutile. Tutto troppo costoso.
Sarà sufficiente esporre il pannello a sud (una bussola andrà più che bene) oppure verso il sole alle dodici (orario solare) o alle undici (orario legale).
Per l’angolo rispetto all’orizzontale le cose si complicano un po’, perché esso dipende dal luogo dove il pannello viene montato e dal periodo dell’anno. Ma andiamo con ordine:
Per sapere la latitudine della tua città (o provincia, non cambia nulla) collegati al sito http://www.corriere.it/meteo/citta.jsp?c=Asti e seleziona la tua provincia.
Annotati la latitudine (esempio: Modena 44,647°) cioè 44,5° ; più che sufficiente.
Con questo angolo (e a Modena) il pannello sarà perfettamente perpendicolare ai raggi il giorno degli equinozi di primavera ed autunno (21 Marzo e 23 Settembre: nei quali ci sono 12 ore di luce e 12 di buio). Il giorno del solstizio d’inverno (21 Dicembre) il sole è più basso dell’angolo della latitudine di 23,5° mentre al solstizio d’estate (21 Giugno) è maggiore sempre di 23,5°. Conviene leggere questi link:
Per facilitare il compito, pensa che ai Poli il pannello sarebbe verticale e all’Equatore orizzontale.
Non so se ti conviene montare il pannello in modo da seguire tale angolo. Io consiglio di non farlo. Consiglio invece di privilegiare l’estate (più sole e più docce) quindi di posizionare il pannello con un angolo di 11-12 gradi più dell’angolo di latitudine. D’inverno, il numero di ore utili di sole e la nuvolosità, non permetteranno di recuperare un gran chè. Sappi, comunque, che entro questo angolo di 47° (23,5 x 2) si gioca la perpendicolarità dei raggi rispetto alla superficie del pannello. Si può costruire un supporto con tre posizioni: quella centrale pari all’angolo di latitudine e le altre due con 12 gradi in più ed in meno. Sappi anche che questa è una complicazione costosa e che ti costringerà a modificare l’angolo del pannello 4 volte l’anno. Fai tu.
Stai solo molto attento che i collegamenti idraulici flessibili, nelle varie posizioni, non possano formare un “punto alto” ed accumulare aria al loro interno o curve troppo strette e tensioni anomale.
Va da sé che anche i fissaggi dovranno essere molto robusti e sicuri: non dimenticarti mai del vento.
Per posizionare il pannello secondo l’angolo (o gli angoli) che hai scelto, basta un goniometro da disegno (quelli trasparenti) ed una livella o un filo a piombo. Ricorda solo che l’angolo della latitudine è riferito alla verticale che passa per il centro della terra. Per determinare l’angolo del piano del cristallo occorre sottrarre l’angolo di latitudine a 90°. Tieni anche conto che un errore di 1 o 2 gradi non sposta nulla.
Altro trucchetto: se metti due squadrette sul cristallo accostate sul loro lato perpendicolare al vetro, se il pannello è ben posizionato, alle 12 solari (11 legali) esse non faranno ombra sul cristallo. Semplice? Semplice.
DISTINTA MATERIALI PANNELLO:
a - N° 1 cristallo parabrezza o portellone di una FIAT Panda vecchio modello. (vedi nota 1)
ATTREZZATURE NECESSARIE
k - N° 1 Punta da trapano da acciaio diametro 1,5 - 2 mm
Nota 1: va bene qualsiasi cristallo di veicolo, purchè superficialmente piano. Quello della Panda vecchio modello (posteriore compreso) non è incurvato, quindi va benissimo. Ma va bene anche il cristallo laterale di una portiera di un camion… Naturalmente più è quadrato o rettangolare, meglio è.
Nota 2: cerca un aziendina che lavori carpenteria metallica e lamiera e fattelo tagliare. Non esiste che te lo facciano pagare più di 1 € al kg. Se te lo fai recuperandolo da una vecchia lamieraccia, sei veramente naif.
COSTRUZIONE DEL PANNELLO
La prima cosa da fare è prendere le misure del vetro. La cassa in legno deve avere le stesse misure esterne. Il cristallo della Panda è leggermente trapezoidale, ma non è questo un problema. Farai una cassa leggermente trapezoidale. Tutto qui.
La lamiera di 3 mm di spessore, invece, dovrà essere 2 o 3 mm più piccola dell’interno della cassa. Se vai a farti tagliare la lamiera con la cassa come campione e non con le misure del trapezio, non ci saranno problemi. La lamiera di fondo della cassa, quella che tratterrà la coibentazione e che servirà a chiudere il tutto sarà tagliata sulle misure esterne della cassa.
E’ giunto il momento di fare il progettino del serpentino di rame. La versione descrittiva è un po’ complicata, e richiede attenzione.
Tieni conto che la parte più lunga del pannello deve essere orizzontale, quindi i tratti di tubo rettilineo saranno orizzontali (vedi immagine).
In questo modo ci saranno meno curve della disposizione opposta. Meno curve e meno energia occorrerà per far circolare l’acqua.
Diamo ora un simbolo ad ogni misura che ci serve:
Bc = Base maggiore del cristallo rettangolare o base minore del cristallo trapezoidale
Ora aggiungiamo qualche relazione:
Quindi :
Consigli spiccioli:
L1 dovrebbe essere circa la metà di Ri
Una volta determinato Nt puoi calcolare esattamente quanto tubo ti serve:
Ora c’è da calcolare i centri delle curve, indispensabili alla loro piegatura.
La distanza fra l’inizio del tubo ed il centro di piegatura della prima curva è uguale a Tr1 + C / 4 mentre la distanza fra due centri di due curve è uguale a Tr2 + C / 2.
Facile? Facile.
Segna con un pennarello i centri delle curve, perché ora ti spiegherò come piegarle.
Per prima cosa occorre un cilindro rigido di raggio circa uguale ad Ri, millimetro più, millimetro meno. Occorre molta attenzione e pazienza, perché il tubo tende ad ovalizzarsi ed ammaccasi se lo si piega brutalmente. Occorre procedere piano piano, per gradi, e ad ogni piccola piegatura occorre schiacciare, con una pinza la parte che tende ad ovalizzarsi e farla ritornare di forma circolare. Serviti delle mani e sii progressivo e misurato. Se ammacchi troppo il tubo, ti occorrerà molta più energia elettrica per far circolare l’acqua, e questo non va bene.
Il serpentino è pronto? Bene: prepariamogli la superficie di appoggio. Devi fissare la lamiera circa a metà dell’altezza della cassa. Lo puoi fare con una serie di angolarini di lamiera che avviterai all’interno della cassa su ambo i lati e non fisserai alla lamiera. In questo modo questa sarà libera di dilatarsi. Vedi la Figura 2.
Sei curioso di sapere quanto dilaterà? Il calcolo è 0,014 millimetri ogni metro di lunghezza, ogni grado centigrado.
Partendo da una temperatura ambiente di 20 gradi e scaldandosi fino a 90 gradi, un metro di lamiera si allungherà di 0,014 x 1 x (90 – 20) = 1 mm.
Come dici? Un mm ti sembra poco e vuoi imbullonare rigidamente la lamiera alla cassa? Non te lo consiglio.
Il coefficiente di dilatazione lineare del rame è di 0,017, quindi c’è poca differenza.
Nelle condizioni di prima si allungherebbe di meno di due decimi di millimetro in più della lamiera: vista la sua forma a serpentino e la sua duttilità, questa differenza è del tutto trascurabile.
Spero di averti dato anche solo un piccolo esempio di come quattro semplici calcoli servano a descrivere un fenomeno ed a capire se quello che si sta facendo abbia un senso o nasconda imprevisti.
Fissata la lamiera alla cassa? Bene. E’ giunta l’ora di fare i due fori (diametro 16 mm) di uscita del serpentino dalla cassa. La loro distanza la ogni spigolo esterno sarà: L1 + S + D /2 e saranno tangenti alla lamiera.
Visto che le porzioni di tubazione che sporgeranno all’esterno non sono lunghe che una decina di centimetri, non ti sarà difficile introdurli nei fori, stante anche l’elasticità della sua forma a serpentino.
E giunta l’ora di fissare il serpentino alla lamiera.
Il metodo che ti propongo è quello di fare due forellini (ricordi la punta per trapano da 1,5 - 2 mm?) di qua e di là dal tubo, per poi legarlo col filo di rame (o di ferro) attorcigliandolo nella parte posteriore della lamiera. Una legatura ogni 8 – 10 cm va più che bene. Vedi la figura 2.
Ma procediamo con ordine, perché questa è l’operazione più importante, ed è quella che assicurerà la trasmissione del calore dalla lamiera al tubo, quindi al liquido che vi circolerà dentro. Sbagliare questa fase significa pregiudicare il rendimento del pannello anche del 50%.
Con calma e per gradi, allora.
Sei stato attento a non toccare con le mani unte tubo e lamiera? Bene, perché è il momento di verniciare.
Hai preparato un bel pennello nuovo dalle setole morbide e lunghe? Perché? Mica ti avevo detto di comprarlo, no? Lo avevi già? Tienilo per cose più importanti.
Hai presente quel pennellaccio putrido e spelacchiato dietro ai barattoli dei chiodi arrugginiti? Quello lì!
Puliscilo col diluente e lascialo asciugare all’aperto.
La catramina (la vernice nera opaca) non va stesa come se stessi verniciando una palizzata o un muro, ma va piuttosto “pucciata”, cioè il pennello va usato di punta con movimento ortogonale alle superfici e non parallelo ad esse. In questo modo si impregna bene il tutto, ottenendo una superficie molto irregolare, ed il meno lucida possibile.
E’ molto meglio stendere una prima superficie sottile di vernice e, una volta asciugata, dare la seconda mano, questa volta un po’ più abbondante. Ho detto un po’… non serve a nulla esagerare… anzi!
Bene: ti faccio i complimenti. Mi sembra che il lavoro sia venuto veramente bene.
Da questo momento, però, dovrai maneggiare con calma il tutto. Se il tubo si muove, la pasta conduttiva slitta via e si rompe il velo di vernice, che hai lavorato a fare?
Adesso c’è da coibentare la parte inferiore della cassa. Che usi fibre morbide (lana di vetro o roccia) o rigide (poliuretani) stai attento a non metterne troppa, perché non serve a nulla. Abbi cura, piuttosto, di riempire tutti gli interstizi e le fessure fra pezzo e pezzo. Tenere fermi i vari pezzi con un po’ di sigillante al silicone non è male.
Stendi sul bordo inferiore della cassa un bel verme abbondante di sigillante ai siliconi, metti in posizione la lamiera ed il compensato di chiusura del fondo e avvita. Avevi preparato i fori per le viti? Perché no? Se lo avessi fatto non rischieresti di far sbavare tutto il silicone, di fare il quadruplo della fatica e di montare il coperchio tutto storto!
Rovescia la cassa col serpentino in alto e col becco dell’aspirapolvere pulisci bene il tutto.
OK. Ora pulisci bene il bordo superiore della cassa e stendi un altro bel verme, abbondante, di sigillante ai siliconi.
Per pulire perfettamente il cristallo occorrerebbe un buon prodotto al piombo, specifico per parabrezza, ma comprarne un’intera confezione per così poco non se ne parla neppure. Fai così: metti il parabrezza nel baule dell’auto e vai a farla lavare; fuori e dentro. Non vedi com’è sporca? Direi che era ora di farla pulire sei mesi fa!
Bene. Quando il lavagista prende in mano lo spray per l’interno del parabrezza è il momento di bloccarlo, aprire il baule e fargli pulire quello del pannello… da tutti e due i lati. Se ti chiede il motivo, non stare a perder tempo: dai la colpa a quel matto di enzogal e all’Ecointrosofia© naif. Non ti chiederà altro… funziona come la supercazzula prematurata di Tognazzi!
Ora posiziona con calma (e coi guanti usa e getta) il cristallo facendolo aderire con calma al bordo della cassa. Non premere troppo perché non serve. Il silicone sigillerà perfettamente anche se non lo strizzi come un brufolo!
Perfetto, proprio così intendevo… fermati appena prima che il silicone sbavi.
Ora non resta che stendere l’ultimo vermetto di silicone all’interno del telaio fermavetro, posizionarlo ed avvitare il tutto. Vedo che la lezione della lamiera di chiusura del fondo ti è servita, perché avevi già preparato i fori per le viti sia sul telaio che sulla cassa.
Il pannello è quasi finito.
Occorre dare l'ultima mano di vernice a cassa e fondo.
Cos'è quel colore verde "pianerottolo"?
E quel beige dissenteria?
Non se ne parla neppure!!!
Rosso!!! Il "Panda" naif deve essere di colore rosso!!! Hai mai visto un quadro naif con un solo millimetro quadro di color giallo colica? No, eh?
E' esattamente ciò che voglio dire.
Vabbè, dai, sto scherzando: coloralo come più ti piace.
E’ indispensabile, però, che ti piaccia il rosso. Ma rosso... rosso, eh?!
SUPPORTO DEL (O DEI) PANNELLI
Per il supporto del pannello (o di una batteria di essi) non posso darti che raccomandazioni, e due disegni esemplicativi.
Questo supportino asfittico non ha nemmeno il pregio di costare poco… ed è certo che al secondo o al terzo temporale con raffiche di vento ti troverai i pannelli in cortile, in rtrada o conficcati sul cofano dell’auto. Se va bene.
Con i quattro supporti così conformati, le forze generate dal vento si scaricano sugli spigoli della cassa e su di un’ampia superficie del tetto. Anche le viti da legno per fissare il supporto alla cassa è meglio siano tante, piccole e lontane fra loro, in ossequio al principio dei fissaggi che dice ch’è molto meglio mettere 10 viti da 4 che una vite da 40…
IMPIANTISTICA
È necessario che parta da lontano. Da molto lontano.
Non ho molte probabilità che ti intenda di impianti idraulici ed elettrotecnici. Anche se sicuramente ti piace il “fai da tè”, non penso tu possieda le nozioni tecniche necessarie a fare da solo. Per questo motivo sarò lungo; molto lungo.
E circostanziato, molto circostanziato.
Montare una mensola in casa o riparare lo scarico del lavello è una cosa. Progettare un impianto idrotermico, seppur così semplice, è tutt’altro.
Compiere un seppur piccolo errore di valutazione può pregiudicare tutto, oltre ad essere potenzialmente pericoloso.
La temperatura dell’acqua dei pannelli potrebbe anche superare i 100°C, quindi è meglio fare in modo che non si possa creare la minima condizione di pericolo.
Avrai già dato un’occhiata allo schema tridimensionale dell’impianto ed a quello qui sopra. Sicuramente ti saranno venute in mente un sacco di domande da farmi. Non mi resta altro che elencarle e risponderti.
D1 -
Perché non posso far passare direttamente l’acqua sanitaria nei pannelli?
D2 -
Il mio boyler non ha il serpentino per il riscaldamento, ma è semplicemente a gas o elettrico. Cosa posso fare?
D3 -
Perché la tubazione che porta l’acqua riscaldata dai pannelli al boyler fa un giro così lungo? Perché arriva fino all’ultimo pannello della fila? Non potrebbe essere allacciato al primo pannello? Non è uno spreco di materiale?
D4 -
E’ necessario installare una pompa elettrica? Ho sentito parlare di impianti privi di pompa che sfruttano la differenza del peso dell’acqua calda rispetto a quella fredda per farla circolare nei tubi.
D5 - Se non si può evitare di installare una pompa, come si può risparmiare sul suo funzionamento?
D6 - Che funzione ha il barilotto? E come funziona uno scaricatore automatico d’aria?
D7 -
Hai parlato di impianto pressurizzato e di vaso di espansione. Puoi spiegarmi meglio?
D8 -
E come funziona la valvola di sicurezza?
D9 -
Perché parli sempre di liquido dell’impianto e di temperatura di ebollizione e non di acqua e di 100°C?
D10 -
Prima hai detto che il diametro della sede di una valvola di sicurezza da ½” è di 20 mm. Ma se un pollice (1”) corrisponde a 25,4 mm, ½” è 12,7 mm e non 20.
D11 -
Perché non posso sostituire coi pannelli solari il mio impianto di riscaldamento, ma mi consigli di pensare solamente a quello dell’acqua sanitaria?
D12 -
Cos’è quello strumento rotondo vicino alla valvola di sicurezza ed al vaso di espansione? Un termometro?
•
Passiamo ora ad analizzare un ipotetico impianto ed a fare un altro po’ di calcoli.
Dimentichiamoci subito dell’inverno. Sei d’accordo? In inverno prenderemo quel che c’è, poco o molto che sia, accontentandoci.
E’ da aprile a settembre che avremo il grosso del recupero. E ce ne accorgeremo in bolletta.
Se in casa siete in due, un solo pannello basterà. Ovvio che se mentre uno sta facendo una doccia, l’altro lava i piatti e, nel frattempo, parte il bruciatore del boyler, non dare colpa del pannello né alla sfortuna…
Se siete in quattro, i pannelli necessari sono due.
Normalmente la capacità dei boyler ad accumulo è di 60 litri. Sarebbe meglio averlo da 80 o 100 litri, ma accontentarsi di quel che c’è è un obbligo.
Ora occorre trovare un posto per i pannelli. Come già detto deve essere a Sud e libero da ombre.
Adesso puoi vedere dove poter passare coi tubi che collegano pannello e boyler.
Scegli la strada più corta, se puoi, oppure privilegia quella che necessita della minore quantità di curve. Nel considerare gli spazi occupati dai tubi, calcola anche il diametro dell’isolamento che andrà montato. Calcola che ogni tubo sarà di 10 cm di diametro e sarai sicuro che tutto andrà bene.
Quanti metri di tubo ti risultano? 70? Mmm… Sei sicuro che non si possa fare di meglio? No? Pazienza.
Veniamo ora al diametro delle tubazioni fra boyler e pannelli.
Per un solo pannello e per distanze fino a 10 metri (10 andata + 10 ritorno) va più che bene un tubo diametro interno 12 mm e raccorderia gas da 3/8”. Per distanze più lunghe o per due pannelli, il diametro interno deve essere 16, 18 o 20 e la raccorderia da ½” gas.
Per 3 pannelli e distanze oltre i 50 metri occorre usare tubi di diametro interno 22, 24 e 26 con raccorderia da ¾” gas.
Scusami se sono generico. Non posso andare oltre. Non sarebbe serio. Perché non mi mandi una e-mail con qualche disegnino? Schizzi a mano con le misure vanno più che bene. Facciamo così? Bene. Aspetto la tua e-mail.
Non aspettarti che ti faccia il progetto completo, eh? Ti faccio un rapido calcolo per i diametri e ti do qualche dritta per la pompa, eh?
Se il progetto te lo faccio io, quando imparerai? :o)
Per le tubazioni mi orienterei sui tubi di polietilene per riscaldamento. Attenzione: la loro temperatura massima di esercizio non deve essere inferiore a 120°C. Un tratto unico di tubo fra boyler e pannello sia per mandata che ritorno. Questo ti costringerà a far fare al tubo ampie curve (raggio 300 - 400 mm) a tutto vantaggio dell’energia elettrica assorbita dalla pompa. E se il tubo è in pezzo unico, è molto difficile che perdano le giunzioni…
Naturalmente le tubazioni andranno supportate con collari e staffe rigidi. Tieni sempre a mente il vento… la neve ed il ghiaccio… Uno in più significa una mezz’oretta di lavoro. Uno in meno del necessario è il vero problema! Ovviamente, meno tubazione corre all’esterno, meglio è.
Quella che fino ad ora ho chiamato pompa, da ora in poi la chiameremo circolatore.
E’ questo il nome che gli impiantisti danno ai piccoli dispositivi per piccolissime portate. Tutti hanno un motore monofase (220 V) a tre velocità. E questo è perfetto.
Comprarlo? Sei matto? Hai presente quante caldaiette vengono rottamate? Dentro ogni caldaietta c’è un circolatore che funziona ancora bene. Giusto? Giusto.
Naturalmente devi sceglierlo col motore da non più di 30 W per un pannello, 50 W per due pannelli ed 80 W per tre. E a tre velocità.
E mentre lo smonti recupera anche i due bocchettoni. Cosa sono? Dopo che hai svitato i due grossi dadi che ti permettono di smontare la pompa, sono i dadi che hai smontato e gli altri due pezzi che permettono loro di ruotare. Quelli avvitati alle tubazioni di mandata e ritorno della pompa, insomma.
E non dimenticarti il coperchio della morsettiera elettrica.
VASO DI ESPANSIONE
È giunto il paragrafo più complicato. Prima o poi doveva giungere…
Allora. Prima cosa da fare è calcolarsi la quantità di acqua contenuta nell’impianto.
Ti faccio un elenco:
OK. Adesso sai quanti litri di liquido contiene il tuo impianto (ci serviranno anche per calcolare la quantità di anticongelante) ed hai già misurato qual è l’altezza fra il serpentino e la parte più alta dell’impianto. Con un po’ di precisione.
Il contenuto in litri dell’impianto lo chiamiamo “C” mentre la sua altezza il solito “H”.
Per stabilire la pressione iniziale (che chiameremo “Pi”) dobbiamo trasformare l’altezza H in bar (basta dividere per 10) ed aggiungere, come già detto, 0,5 bar.
Così se l’altezza è 13 m, Pi sarà di (13 x 0,1) + 0,5 = 1,8 bar. Dovrai procurarti una pompa pneumatica a mano con l’attacco adatto per le valvole da auto. Non ti sarà difficile fartela prestare da qualcuno. Più avanti, quando saremo finalmente al collaudo, ti servirà.
NOTA doverosa: se i pannelli sono più bassi del boyler, la pressione di precarica Pi rimane 0,5 bar.
La pressione finale “Pf” la stabiliamo noi. E’ la pressione della valvola di sicurezza.
Nei grossi impianti conviene stare alti con tale pressione, perché più alti si sta, più piccolo diventa il volume di espansione, quindi anche il vaso.
Nel nostro caso dobbiamo fare i conti col fatto che i vasi di espansione più piccoli in commercio siano quasi troppo grandi. Quindi conviene scegliere una pressione della valvola di sicurezza vicina a Pi. Nell’esempio considerato, una Pf di 2,5 bar va più che bene.
Devo comunque indicare, in via di principio, che la Pf non può essere superiore alla pressione massima del componente più fragile. Nel nostro caso, tutti i componenti degli impianti di riscaldamento hanno una pressione massima almeno di 6 bar.
Quindi possiamo andare tranquilli.
La formula del volume di espansione è:
Ve = (0,058 x C) / (1- (Pi / Pf))
Se vuoi sapere cos’è quello 0,058 è presto detto. E’ la differenza fra il volume specifico dell’acqua fra 120 e 20°C. Perché 120°C? Perché non è detto che l’impianto non ci possa arrivare, e se ci arriva siamo a posto.
Adesso facciamo il calcolo per un impianto che contenga 28 litri di liquido.
Andiamo per gradi:
0,058 x 28 (C) = 1,62
Pi / Pf = 1,8 / 2,5 = 0,72
1 – 0,72 = 0,28
1,62 / 0,28 = 5,78
Andrai quindi dal rottamaio a vedere se c’è una caldaietta che ha un vaso di espansione da 6 litri.
Per confermarti che la Pf alta riduce il volume di espansione, ti rifaccio il calcolo per 5 bar:
Pi / Pf diventa 1,8 / 5 = 0,36
quindi: 1 – 0,36 = 0,64
perciò 1,62 / 0,64 = 2,53 litri invece di 5,78
OK? OK!
COLLAUDO
Inserisco questo capitolo prima di parlare di anticongelante, perché il primo collaudo è meglio farlo solo con acqua. L’antigelo costa, e se c’è da vuotare l’impianto è meglio buttar via solo acqua.
Deve essere una giornata di sole. Obbligatorio.
La prima cosa da fare è controllare che tutto sia a posto: raccordi stretti bene e tutte le valvole aperte. Hai sgonfiato completamente il vaso di espansione? Bravo, vedo che sei attento.
Smonta lo scaricatore automatico d’aria e comincia ad immettere l’acqua dal sottostante barilotto finchè non ce ne sta più. A questo punto accendi il circolatore alla massima velocità e continua ad immettere acqua finchè tutto non si è stabilizzato e non esce più aria.
Chiudi il rubinetto sul barilotto; è il momento di gonfiare la membrana del vaso di espansione alla pressione del tuo Pi. Tale pressione deve rimanere costante.
Siccome è una giornata di sole e sono circa le 11 solari del mattino, la temperatura dell’acqua dell’impianto sta salendo, e così la pressione. Benissimo.
Visto anche che non è inverno e che quindi non corri il rischio di gelare tutto, puoi continuare ad usare l’impianto così com’è. Il riempimento con antigelo lo potrai fare in autunno.
Come sta andando? Bene, eh? Sono contento.
Ora metti il termostato del boyler (quello del bruciatore a gas o della resistenza elettrica) al massimo, e non aprire nessun rubinetto dell’acqua calda. Dobbiamo far andare su di pressione l’amico…
Sale? Benissimo. Lo deve fare. Se il sole ne ha voglia, non è difficile che i termometri dell’acqua dei pannelli segnino già 80°C, vero?
Basta ora. Rimetti il termostato del boyler al valore normale. E’ tutto a posto.
Da ora in poi devi essere tu a fare quei piccoli aggiustamenti (un po’ più o un po’ meno di pressione al vaso di espansione, piccoli cambiamenti alle temperature dei termostati della pompa) che ti permetteranno di arrivare ad una gestione soddisfacente dell’impianto. Adesso tocca a te. Solo a te. Tieni una traccia scritta di quanto fai e quando lo fai, ma soprattutto fai un solo cambiamento per volta ed aspetta di vedere i risultati, tentando di capire perché è successo quel ch’è successo (o non è successo) Se cambi 3 paramentri per volta, quale dei tre avrà fatto cosa?
ANTICONGELANTE
Adesso che sappiamo con sufficiente approssimazione quanto liquido conterrà l’impianto, possiamo vedere quanto anticongelante mettere. Ti consiglio di comprarlo puro, e ti sconsiglio di comprare un prodotto legato all’automobile perché te lo faranno pagare troppo. Chi te lo fornisce, ti indicherà che percentuale metterne per ottenere quella temperatura minima che richiede la tua zona. Costa parecchio, lo so, ma è indispensabile…
COIBENTAZIONE
Quando sei sicuro che l’impianto non perde acqua e che tutto è a posto, è il momento di coibentare. Comprerai quei tubi di poliuretano espanso tagliati lungo l’asse longitudinale, nelle lunghezze e nei diametri del tuo impianto. Se abiti sulle Alpi, lo spessore della coibentazione dovrà essere di 40 mm (il tubo diametro 14 diventerà diametro 94); se invece sei di Lampedusa, 20 mm basteranno. Naturalmente tutto ciò è riferito ai tubi che corrono all’esterno o dentro locali non riscaldati. Incolla tutto bene col prodotto che ti darà il negoziante, ritocca le fessure con sigillante siliconico poi copri tutti i giunti con nastro adesivo forte per esterni (quello grigio corrugato).
Non schiacciare il poliuretano… il nastro adesivo serve solo ad evitare che entri acqua e a dar ulteriore resistenza meccanica al sistema.
E’ la colla che sopporterà la maggior parte degli stress meccanici di vento, neve e ghiaccio (sempre che tu non sia di Lampedusa)
Per le tubazioni che corrono in ambienti riscaldati sono sufficienti 20 mm di spessore, così come le tubazioni che decidessi di incassare nei muri.
Non mi rimane altro che raccomandarti di fare le cose con calma e pensare sempre a quando verrà il vento ed il gelo…
TERMOREGOLAZIONE (optional)
Come detto poc’anzi, il circolatore ha tre velocità.
Ti intendi un poco di elettromeccanica? Hai un amico che ti può dare una mano?
Tieni conto, comunque, che c’è già timer, un interruttore crepuscolare o un termostato sul pannello che accendono e spengono la pompa. Questa funzione deve rimanere inalterata.
Se installi sull’impianto un termostato a 3 gradini (o 3 termostati) puoi rendere automatico il rendimento dell’impianto. Il termostato a 3 gradini non è altro che tre termostati nello stesso apparecchio, quindi la logica di funzionamento non cambia.
Il primo termostato lo allacci alla velocità più bassa e lo tari a 50°C; il secondo alla velocità media e 60°C mentre il terzo lo allacci alla massima velocità e lo tari a 70°C.
Quando c’è poco calore da recuperare, è inutile sprecare energia per far circolare il liquido.
Anche se alla minima velocità del circolatore il rendimento termodinamico dei serpentini dei pannelli e di quello del boyler è basso, non fa nulla. Ma quando il sole picchia, è meglio picchiare anche con l’impianto, no?
Dove trovi il termostato a 3 gradini? Non lo so.
Quello che so è che dal rottamaio ci sono molte caldaiette, ed ogni caldaietta ha almeno un termostato… vado avanti?
Naturalmente ogni bulbo di ogni termostato ha bisogno di un Ti e di una guaina. Ti è rimasta un po’ di pasta conduttiva? Spalmala sul bulbo prima di introdurlo nella guaina, cosicchè il termostato senta la temperatura effettiva dell’acqua e non quella dell’aria fra bulbo e guaina…
Naturalmente le tre temperature che ti ho indicato sono quelle di partenza. Sta a te modificarle per ottimizzarle in funzione del tuo impianto e del tuo consumo d’acqua calda.
RIFLETTORI (Optional)
Se vuoi aumentare il rendimento del tuo pannello puoi installare due riflettori che possano riflettere una maggiore quantità di luce sulla lamiera del serpentino. Li puoi installare solo sulle parti superiore ed inferiore del pannello, perché se le mettessi anche ai lati, copriresti i raggi del sole al mattino ed alla sera.
Il massimo del rendimento sarebbe l’installazione di specchi, ma è pur vero che saresti costretto a costruire una robusta intelaiatura che li protegga dal vento, dal possibile accumulo di neve e, soprattutto, dalla grandine. Per questi motivi te li sconsiglio. Il cristallo è temperato o stratificato, quindi ci vorrebbe un bel chicco di grandine per distruggerlo. Lo specchio è, di norma, un vetro comune, quindi estremamente fragile. Lo si potrebbe incollare su di una tavola di compensato di almeno 10 mm di spessore. Conviene?
Se riuscissi a recuperare della lamiera di acciaio inossidabile di 1 - 2 mm di spessore sarebbe il massimo. Prima di installarli ne lucidi la parte verso il pannello con pasta lucidante da carrozzeria da auto, una lavata con acqua e sei a posto.
Può andare bene anche usare lamiera zincata, sempre di 1 - 2 mm di spessore, ma dovrebbe essere nuova (e non ingrigita dal tempo) ed andrebbe pulita e sgrassata bene prima di verniciarla con un prodotto trasparente. Oppure potresti verniciare una lamiera qualsiasi, partendo da un buon antiruggine di fondo, poi una vernice argentata ed infine il trasparente.
O ancora potresti usare una lamiera di alluminio, anch’essa, comunque, da verniciare col trasparente. In questo caso lo spessore non dovrebbe essere inferiore a 3 mm.
Mi sa però che alla fin fine la lamiera inox sia la scelta migliore. Possibile che dal tuo rottamaio non sia riuscito a trovarla?
Hai provato da un altro rottamaio?
Una volta trovata la lamiera devi tagliarla a misura. Come potrai notare dal disegno, la parte riflettente deve essere alta almeno quanto è largo il pannello, quindi quanto Hc, mentre dovrà essere piegata di 22,5 gradi per fare sì che ogni riflettore si occupi di metà del pannello. Tale angolo è un compromesso fra la dimensione della lamiera, l’apertura del sistema e l’angolo della luce che si riflette sul cristallo del pannello, che così risulta di 45°. Come ho già avuto modo di dire, ogni vetro riflette comunque una parte della luce che lo colpisce. Se i raggi sono normali alla sua superficie la riflessione è minima, ma più l’angolo di incidenza aumenta, più si manifesta l’effetto di questa riflessione.
Posso comunque dire che la lunghezza massima del riflettore, come si può facilmente intuire, è di 2 Hc. Vedi tu.
Senza aspettarti miracoli da questo optional, esso può aumentare artificialmente le dimensioni del pannello, inviando sulla sua superficie una maggior quantità di energia. Per quanto poca, sarà sempre maggiore che senza i riflettori.
Come dici? Il vento?
Giusto. Vedo che le mie ripetute raccomandazioni cominciano a dare risultati. Com’è più che evidente, queste superfici laminari si comportano esattamente come i flaps di un aereo. Quindi un vento sostenuto e rafficato potrebbe distruggere tutto in poco tempo.
Conviene perciò fare dei fori (minimo 3) sui bordi lunghi ed esterni dei riflettori (due a 20 cm dagli angoli ed uno in centro), facci passare e ripassare dentro del fil di ferro zincato di almeno 2,5 mm di diametro e tira il tutto secondo la sequenza: parte del tetto anteriore al pannello, primo riflettore, secondo riflettore, parte del tetto posteriore al pannello. Non preoccuparti della tensione del fil di ferro, mentre lo fai passare e ripassare nei fori del riflettore (in modo che l’anello in fil di ferro lo serri senza poter scorrere) anzi ti conviene lasciarlo un po’ lento. Potrai occuparti di tendere il filo successivamente, quando tutto sarà a posto, attorcigliandone l’eccedenza con una leva od una pinza. Chissà quante volte hai visto queste attorcigliature lungo i fili che sostengono le vigne… Le piu moderne hanno degli appositi tenditori, ma questi sono troppo poco naif…
Per finire, la parte esterna dei riflettori (tranne che per l’acciaio inox) andrebbe verniciata. T’è rimasta un po’ di vernice rossa? No? Valla a comprare e non metterla in conto al budget dell’impianto. Se non riesci a trovarla dello stesso colore fa niente; ma ti perdono solo se questa è ancor più rossa!
IMPIANTI ELETTRICI
Un solo consiglio: realizza o fai realizzare tutto a norme. Un cavo elettrico volante, magari in bagno, è la cosa meno ecointrosofica che esista. Un cavo volante non è naif, è stupido!
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Finalmente posso redigere una distinta materiali:
a - n° X pannelli Panda
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Cosa resta?
Non mi resta che chiederti l’ultimo piacere. Questo testo è giovane, e sicuramente manca di descrizioni importanti mentre, magari, è ridondante in altre parti. Se fossi così gentile da suggerirmi le modifiche da apportare…
Avrai notato che ad inizio testo c’è il numero della release e la data di emissione: servono proprio a questo.
Grazie fin da ora.
enz:o)gal ecointrosofia@email.it
Enzo Galantini Ferrari claim the intellectual property of this text and the concepts calls "energratis", "ecointrosofia" and "personal energy". Their use is free, unless for whichever yes-profit.
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