Impianto di Luca e Alba

Impianto SOLARE ON-LINE di Luca e Alba.

 

 

L'impianto è sito in Brugnato (SP)
Coordinate:
Lat: 44°14'2.96"N degrees minutes  
Long: 9°43'16.12"E degrees minutes  

I pannelli sono orientati a 129 gradi ( considerando il SUD a 180 gradi ),
l'angolo di inclinazione è di circa 30 gradi.
L’idea principale è quella di un solare termico che possa coprire in autonomia il fabbisogno di acs per 4 persone da Maggio a Settembre circa , nei restanti mesi dell’anno la produzione andrà a ridurre i consumi dei combustibili fossili (Principalmente legna e poco GPL ) , per realizzare l’ultima parte era necessario l’impiego di un sistema a bassa inerzia termica che potesse catturare le poche ore di sole delle rare giornate serene e anche limitare le problematiche relative alle rigide temperature invernali della mia zona d’obbligo quindi la scelta di un sistema a svuotamento.

Dopo alcuni anni a osservare gli altri impianti ( soprattutto i problemi ), a raccogliere info e pensare all’architettura , alla marca ecc .

 

Ho partorito questa configurazione che a mio avviso è adeguata alle mie esigenze , l’impianto è suddiviso in tre sezioni distinte sia funzionalmente che idraulicamente, di seguito andrò a farne una panoramica :

Accumulo pannelli solari :

Per i pannelli la scelta è stata quasi obbligata , 2 Rotex H26P l’ installazione orizzontale perché i tubi erano già presenti, in rame non coibentati Ø 22 ( lo so non coibentati = spreco immane di energia ma se si valuta il costo della posa di nuovi tubi … ) dal locale caldaia al tetto, unico problema : i tubi si trovavano all’interno di una intercapedine che contiene anche le canne fumarie che spuntano molto vicino al colmo del tetto. Quindi non ero sicuro di poterli utilizzare per lo svuotamento e ho dovuto far delle prove e delle misure nella speranza di non dover spaccare tutta la facciata per passare dei tubi nuovi . La sonda PT1000 (non originale ROTEX ) è stata inserita tra la coibentazione e la lamiera captante, non ho acquistato il kit tegola , raccordi flessibili ecc. quindi il raccordo tra i pannelli e la tubazione in rame è stato realizzato con un tubo di rame Ø 18 , degli o-ring e una rondella di rame saldata a Castolin che funge da fermo.

Per l ’accumulo a causa delle ristrette dimensioni del locale caldaia non è stato possibile installare un Sanicube quindi sono stato costretto a far costruire un Puffer in acciaio inox , di forma e dimensioni adeguate, opportunamente coibentato con 4cm di lana di roccia e ricoperto con due lamiere di alluminio fatte sagomare ad hoc, per gli scambiatori ho utilizzato del tubo inox corrugato flessibile di quello utilizzato per gli impianti solari ecc.

 

Nel Puffer sono presenti tre serpentine una per l’acs, una per il carico da parte della stufa e della caldaia e una attualmente inutilizzata, le dimensioni sono state calcolate tenendo conto delle caratteristiche di superficie e di scambio termico che ho trovato nelle specifiche tecniche di un prodotto simile, inoltre le dimensioni e l’estensione si avvicinano a quelle dichiarate per il Sanicube. Mi sono occupato personalmente della realizzazione della parte idraulica, per il pompaggio nei pannelli ho utilizzato due pompe commerciali , l’acqua viene prelevata in basso, inviata ai pannelli e rientra dall’alto tramite un tubo inserito all’interno del Puffer per circa 60 cm dotato di numerosi tagli trasversali per il passaggio dell’acqua. Su questo tubo poco sopra al pelo dell’acqua è presente un forellino che permette all’impianto di prendere aria e quindi di svuotarsi quando le pompe si spengono (è importante fare diverse prove per trovare il giusto diametro del foro per evitare che l’impianto si scarichi durante il normale funzionamento e essere certi che a pompe spente si svuoti completamente ) .

 

Il flusso è controllato mediante un sensore che restituisce degli impulsi a frequenza variabile , viene effettuata una misura istantanea e mediante una semplice funzione si ricava con buona approssimazione (con l’oscilloscopio ho verificato una buona stabilità e ripetitività nella misura e nei valori rilevati ) il valore analogico in l/m per fare la misura ho utilizzato la funzione interrupt RB0 e TMR0 del Pic 16F877A contando il numero di impulsi nel tempo di 1 secondo. Sul circuito ho installato inoltre due sonde NTC 10k@25 una sulla mandata e una sul ritorno che servono alla gestione della centralina ma anche al calcolo dell’ energia prodotta ( la centralina non effettua calcoli sui valori letti ma si occupa solo della gestione del solare e dell’invio dei dati e dello stato al programma che svolge i calcoli, li archivia su db e li invia a Portalsole ) e  tre sonde NTC 10k@25 a diverse quote del Puffer.

Ricapitolando i dati trasmessi ogni minuto dalla centralina per il’impianto solare sono :

• Temperatura pannelli TK (PT1000)
• Temperatura mandata pompe ritorno solare TR (NTC 10K@25)
• Temperatura ingresso Sanicube mandata solare TV (NTC 10K@25)
• Stato pompa I solare
• Stato pompa II solare
• Temperatura sonda media del Puffer TS (NTC 10K@25)
• Temperatura sonda alta del Puffer ts1 (NTC 10K@25)
• Valore istantaneo flussimetro in Hz

Circuito Caldaia e stufa:

 

Contemporaneamente all’installazione dei pannelli solari ho rivoluzionato anche l’impianto di riscaldamento per poter installare una termo stufa a legna della Magikal Modello Ambra adatta ad essere installata in un circuito in pressione ma con le sicurezze del vaso aperto ( per chi vuole saperne di più può vedere le specifiche tecniche sul sito). La stufa e la caldaia si trovano sullo stesso circuito idraulico ma separate da uno scambiatore di calore inglobato nella stufa , sono indipendenti e sezionabili per manutenzione senza pregiudicare il funzionamento del sistema, entrambe dotata di valvola 3 bar , vaso di espansione e pompa di circolazione, la centralina si occupa di disabilitare la caldaia se la stufa a legna viene accesa. Entrambe “alimentano” uno scambiatore a piastre che scambia con il circuito dei termosifoni e la serpentina bassa del Puffer che viene inserita o esclusa mediante una elettrovalvola comandata dalla centralina. Mediante una sonda NTC 10k@25 posta in prossimità dello scambiatore e dell’elettrovalvola viene rilevata la temperatura di mandata da stufa o caldaia a seconda di chi è acceso.

Ricapitolando i dati trasmessi ogni minuto dalla centralina per il circuito Caldaia e stufa sono :

 

Temperatura acqua proveniente dalla stufa o dalla caldaia ts2 (NTC 10K@25)

Stato Caldaia

Stato Stufa

Stato elettrovalvola carico boiler

 

 

Circuito Termosifoni:

Il circuito dei termosifoni è un circuito a se grazie allo scambiatore a piastre, è dotato di vaso di espansione, valvola 3bar e pompa di circolazione, il circuito idraulico si divide su due piani controllati distintamente mediante l’uso di due elettrovalvole comandate dalla centralina. Rivoluzionando il sistema ho dovuto cambiare un po’ di cose , anzitutto quando la stufa è accesa l’acqua che circola nei termosifoni ha una temperatura molto inferiore a quella che circola quando è accesa la caldaia , quindi le regolazioni dei rubinetti sui termosifoni non sono più utilizzabili, ne ho approfittato per installare su tutti i termosifoni le valvole termostatiche e quindi per fare un bel lavoro ho chiuso il cerchio installando una di quelle pompe elettroniche a basso consumo con regolazione automatica della portata che va veramente bene! Mediante una sonda NTC 10k@25 posta all’uscita dello scambiatore viene rilevata la temperatura di mandata ai termosifoni.

Ricapitolando i dati trasmessi ogni minuto dalla centralina per il circuito Termosifoni :

 

• Temperatura acqua mandata termosifoni (NTC 10K@25)
• Stato elettrovalvola alta
• Stato elettrovalvola bassa
• Stato pompa termosifoni

 

Centralina gestione:

Si tratta di una scheda elettronica già pronta che permette di sorvolare su tutta la parte hardware necessaria al funzionamento del microcontrollore e lo rende immediatamente disponibile alla programmazione mettendo a disposizione qualche funzione aggiuntiva molto utile (rtc, rs 485 , can , I2c ) occorre ovviamente realizzare la scheda di espansione che fa da interfaccia con la nostra applicazione (una perforata già pronta su cui ho saldato anche un po’ maldestramente tutto l’hardware che mi serviva) ho provato anche schede tipo Arduino o micro PLC , basta avere le giuste periferiche si può usare tutto, nel mio caso la scheda con il PIC è stata preferita per miglior famigliarità con il software di programmazione. La centralina si occupa ciclicamente delle varie funzioni se abilitate: La funzione solare ha un funzionamento molto simile a quello dell’originale con qualche modifica , d’altronde tutte le centraline per gli impianti solari si comportano in modo simile.

La funzione Inverno gestisce tutta la parte riscaldamento e cronotermostato, si possono impostare fino a 5 fasce orarie separate con possibilità di decidere quale piano scaldare con una piccola funzione di verifica della temperatura esterna ancora da perfezionare (vorrei arrivare alla gestione con curva termica in funzione della temperatura e umidità esterna ). La funzione Puffer invece è sempre attiva, a seconda delle soglie impostate con stufa o senza viene aperta e chiusa l’elettrovalvola di carico per tenere il Puffer ad una temperatura ottimale. Il programma è composto a blocchi di codice indipendenti e modulari, una parte importante è stata riservata al dialogo in modalità slave che deve avvenire tramite RS 485 una volta al minuto e trasmettere tutti i dati richiesti nei tempi prestabiliti , per fare ciò i dati risiedono su registri provvisori che vengono aggiornati quasi in tempo reale . Il display lcd ha la funzione di rappresentare mediante sigle lo stato del sistema in modo da capire se sta funzionando correttamente o ci sono dei problemi. L’impostazione delle fasce orarie e l’attivazione e disattivazione delle funzioni avviene da remoto scrivendo su una tabella chiamata comandi sul db principale, è poi il software ad occuparsi di inviare i dati alla scheda e verificarne il ricevimento .

Per chi vuole ulteriori info o visionare le varie parti di codice sia della scheda che della gestione dei dati o altro materiale che non trova sul forum può richiederlo.

 

 

Di seguito riassumo con un giudizio strettamente personale quanto il prodotto in questione ha soddisfatto le mie aspettative considerando le prestazioni dichiarate dal produttore, le informazioni raccolte su internet-forum e il prezzo rispetto al mercato. Da 1 a 5

Pannelli  * * * * *

Puffer  * * *

Pompa elettronica * * * * * 

Stufa   * * 

Centralina   * * * *

Flussimetro   * * * * *

Elettrovalvola   * * * * 

 

 

 Impianto SOLARE ON-LINE di Luca e Alba.