Centralina antistagnazione
Evitare le alte temperature nei pannelli solari.

Nella bella stagione ed, in particolare, nei mesi di Giugno e Luglio si ha la massima disponibilità (intensità e durata nell’arco del giorno) di radiazione solare rispetto a tutto l’anno.

Se il nostro impianto solare termico non è del tipo a svuotamento, si presenta facilmente il problema del surriscaldamento del bollitore dell’impianto, che può arrivare, nel caso più estremo, alla temperatura di ebollizione (100 °C). Questo è ovviamente un fatto da evitare (sicurezza) perché il bollitore diventa, in questo caso, autoproduttore di vapore, ma è anche da evitare un altro fatto: se il nostro bollitore è del tipo con rivestimento teflonato, il costruttore raccomanda di non oltrepassare i 60-65° C di temperatura dell’acqua accumulata al suo interno, pena il prematuro deterioramento del rivestimento. I bollitori in acciaio inox, al contrario, tollerano senza problemi di durata temperature fino ai 100°C.

 

Cosa succede in caso di surriscaldamento? Se non consumiamo acqua calda per un lungo periodo e quindi non c’è prelievo di acqua dal bollitore del nostro impianto solare termico per fare la doccia o per alimentare la lavastoviglie/lavatrice, si possono presentare due casi: o l’apporto energetico dei pannelli solari non fa aumentare eccessivamente la temperatura nel bollitore, oppure l’intensa e prolungata radiazione solare porta lentamente l’acqua del bollitore a superare le massime temperature accettabili (per sicurezza e durata del bollitore).

A questo punto è noto a tutti che le centraline di regolazione solare sono dotate di una sicurezza che, al raggiungimento della temperatura massima (scelta a nostro piacimento, ma non superiore ai 95° C per ragioni di sicurezza) blocca la pompa di circolazione del primario evitando in tal modo un ulteriore apporto termico nel bollitore. In pratica è come spegnere il bruciatore di una caldaia, ma con la differenza, nel caso di un impianto a pannelli solari, che la radiazione solare non la blocchiamo chiudendo la valvola del gas metano.

Che cosa succede? Il calore che si accumula nel pannello solare (vera trappola per il calore) non è più smaltito dalla circolazione dall’antigelo del primario e accade, a circa 130° C che il liquido dell’antigelo evapora nei tubi del pannello solare e l’aumento di volume del circuito chiuso va a riempire il vaso di espansione.

Questo fenomeno d’evaporazione detto anche stagnazione, non è gradito all’impianto per molte ragioni. Vediamone alcune. Prima di tutto l’antigelo, raggiungendo tali alte temperature può perdere le sue caratteristiche chimiche, ma soprattutto, passando dallo stato liquido allo stato gassoso può andare incontro a qualcosa d’irreversibile, ovvero, una volta raffreddato, non torna più al 100% liquido, ma una parte di esso resta allo stato gassoso. Il gas all’interno del primario genera un sacco di problemi, tra cui aumento delle perdite di carico, minor scambio termico, ecc. Inoltre la stagnazione non fa bene nemmeno ai pannelli solari che risultano sollecitati sia meccanicamente che chimicamente.

 

Nel tentativo di evitare la stagnazione possono venire molte idee. Sono a conoscenza di alcuni casi in cui è stato risolto il problema interrando nel giardino una serpentina per smaltire il calore, in altri casi si fa partire un calorifero del riscaldamento ambienti in una zona della casa che non è soggetta a surriscaldarsi, come ad esempio una taverna.

Una soluzione che ho meditato per tanto tempo è quella di dotare i pannelli solari di una tendina con motore elettrico. Questo permetterebbe di risolvere il problema ombreggiando il pannello solare alla bisogna.

Tuttavia le soluzioni descritte fino ad ora sono costose o complicate. In questi mesi, sempre alla ricerca di soluzioni più semplici, ho trovato sul mercato una centralina di regolazione solare di fabbricazione STECA che risolve in parte questo problema, agendo solamente attraverso una programmazione particolare della marcia del circolatore.

Intendo dire che non risolve il problema alla radice, come lo risolverebbe una tenda che ombreggia il pannello solare, tuttavia lo risolve al punto che non è più necessario preoccuparsi né del surriscaldamento del bollitore né della stagnazione.

Come lavora la centralina? Fissata la massima temperatura (regolabile) del bollitore a, poniamo, 70 °C, la centralina opera bloccando il circolatore non appena si raggiungono i 70°C, tuttavia, inserendo la funzione “antistagnazione” denominata “collector temperature limitation”, a partire da una soglia di 63°C, ovvero 7°C meno della temperatura massima, la pompa viene arrestata in modo anticipato. A questo punto il collettore scalda sempre di più, ed arriverebbe alla stagnazione, se non fosse che, raggiunti, poniamo, i 115°C il circolatore viene rimesso in funzione. Questo è proprio quello che fa la centralina, portando il collettore fino ad una temperatura limite (regolabile): nell’esempio riportato sopra: 115°C. A questo punto il circolatore riparte con una velocità molto bassa (la centralina è in grado di modulare) per poi crescere al crescere della temperatura, quindi accade che va piano a 115°C, poi aumenta a 116°C, 117°C.. 120°C. Ora il pannello solare si va raffreddando e quando la temperatura scende di 10°C, ovvero scende a 115-10 = 105°C, il circolatore si ferma ancora ed aspetta il ciclo successivo, quando il pannello solare torna a 115°C e riparte il circolatore. Il principio è molto intelligente perché si basa sull’idea di far lavorare il pannello a temperature molto elevate, in modo da abbassarne volutamente il rendimento. Il tutto continua ancora e ancora in una sequenza di cicli successivi che trovano l’arresto finale solo se la temperatura del bollitore raggiunge il massimo impostato (70°C nel nostro caso) garantendo quindi la sicurezza comunque, oppure se il collettore arriva a 130°C, temperatura prossima alla sua stagnazione.

Infine, qualora la temperatura del collettore, dopo il blocco dei 130°C, scenda sotto i 127°C e contemporaneamente la temperatura massima del bollitore scende, nel nostro caso, sotto i 70°C, la pompa torna a far funzionare il circolatore, rendendo, anche in questo caso, sempre più remoto il possibile “evento stagnazione”.

Nella pratica del mio impianto realizzato con due pannelli piani di 2mq ciascuno e 300 litri di bollitore in acciaio inox, ho potuto apprezzare, nel mese di Luglio 2004, l’efficacia di questo sistema “antistagnazione” che mi ha permesso di abbassare la temperatura del bollitore da 95°C a circa 75°C. Il tutto senza modificare o aggiungere nulla al sistema, ma solo inserendo la funzione “antistagnazione”.

I valori che ho potuto leggere sulla centralina e nell’impianto in queste mese di funzionamento con la funzione “antistagnazione” inserita sono interessanti: la massima temperatura registrata (la centralina registra i valori massimi) del pannello solare è stata di 122°C, mentre il tubo del primario in ingresso al bollitore non ha mai superato (per pochi istanti) i 114°C.

Il modello della centralina da me impiegato è il SUNDRA della STECA, ovvero il modello base della gamma. Tra le caratteristiche più interessanti cito, oltre a quelle elencate, anche la registrazione totale e parziale delle ore di funzionamento,la possibilità di regolare il differenziale di attacco e stacco del primario, l’assorbimento inferiore ad 1 Watt per l’alimentazione in stand-by.

 

Le versioni evolute svolgono molte più funzioni, tra cui la gestione di due campi solari est-ovest, la misura della produzione di calore, la gestione di 2, 3 ,4 bollitori.

Ho acquistato la mia centralina al prezzo di 170 Euro + IVA.

 

 

Paolo Zaniboni