Pannello solare termico a basso costo

[maxlinux2000]

Oggi ho costruito il mio primo pannello termico con tubi di polietilene neri da irrigazione.

il sistema è basato sulla circolazione naturale e per favorirla ho messo 2 collettori, uno un basso che riceve e distribuisce l' acqua fredda, e uno in alto che riceve l' acqua calda e la invia al deposito.

Il sistema so che funziona perché ne ho fatto uno aperto di prova (senza vetro) e in poche ore ha scaldato 100 litri di acqua a circa 50 gradi... scottava leggermente in superficie.

Il tubo usato è il comune tubo da irrigazione a goccia continua per giardini e orti, a bassa pressione (2.5 bar max) con i suoi innesti a incastro.
Ho scelto questo materiale per la sua economicità e resistenza al sole (ho dei tubi in giro per la campagna che hanno 5 anni e non fanno una piega, nonostante de altissime temperature che si raggiungono in luglio.
Inoltre è tanto elastico che non teme le gelate e quindi non si rompe (provato a -10C)

il pannello è formato da una tavola da muratore per gettate in cemento (200x50cm) con un contorno di travetti da 30x30mm e 2 vetri da 100x50cm sopra.
L' interno l'ho verniciato con una bomboletta spry nero opaco, e il vetro è mantenuto fermo con un angolare di alluminio da 30x30mm

metto qui sotto le prime foto:


Questo sopra è il collettore dell' acqua fredda, che arriva dall' alto attraverso il tubo sulla sinistra.


Questo invece è il collettore dell' acqua calda. Notare che l' ingresso e l' uscita dell' acqua sono sovrapposti dove si vede l'isolante argentato.


Qui una vista di assieme, senza vetro.

questi sono i raccordi usati


Ho già messo i vetri (in 2 pezzi per non romperli) ma appena avevo finito è cominciato a piovere e mi sono dimenticato di fare la foto. Fa nulla, la farò nei prossimi giorni assieme al deposito di acqua.

Nota: Questo tubo non va bene per impianti sotto pressione, inoltre non è del tipo "alimentare". Naturalmente esistono tubi di polietilene per tutte le necessità e pressioni.

Il sistema da me usato è quello di scaldare l' acqua per circolazione naturale in un deposito coibimentato, naturalmente neppure lui sotto pressione. Dentro al deposito faccio correre una dentro ad un tubo sempre in polietile ma del tipo alimentare resistente a 6 bar, lungo 100mt e delle spessore di 1 pollice (32mm esterno) in modo da avere circa 60 litri di acqua alla stessa temperatura del deposito, ma sotto pressione.
Praticamente il tubo da 1 pollice fa da scambiatore di temperatura.
Naturalmente è possibilissimo sostituire il tubo di polietilene con uno di rame molto più corto vista la enorme differenza di conduzione di calore (0.35 il polietilene - 900 il rame). Il rame avrebbe anche il vantaggio di essere molto più rapido a scaldare l' acqua che vi scorre dentro, ma c'e anche da dire che costa moltissimo.

[maxlinux2000]

metto la foto del pannello fissato provvisoriamente con una corda e con un piccolo bidone da 100litri sopra.

Quel fagotto argentato sopra al pannello è il bidoncino da 100L. Se funziona bene lo sostituiròcon uno da 300L e ci saranno 3 pannelli per un totale di 3 m2di superficie.

Oggi purtroppo la giornata è molto variabile, stanotte ha piovuto un casino e ora il sole appare raramente e per pochi minuti.
nonostante ciò il tubo di salita è bello caldo e quello di discesa è freddo.




Quel bidone azzurro che si vede dietro, non centra nulla (è il deposito di emergenza per l' acqua)

[maxlinux2000]

Ok, funziona!!

oggi, nonostante che sia una giornata schifosa per un pannello termico solare, è riuscito a scaldare 50 litri di acqua a 39 gradi in sole 2 ore (dalle 11:30 alle 13:30).
La temperatura esterna è di 23 gradi in questo momento, ma di notte scende a 16 e quella è la temperatura di partenza dei 100 litri d' acqua. In ogni caso il bidone e protetto dal sole e leggermente coibimentato, per cui non può essere lui stesso la causa dell' aumento di temperatura.

Ho infilato il braccio nel bidone e si sente che la temperatura è più o meno costante fino alla metà superiore, poi scende parecchio. Quindi significa che l' acqua sta stratificando, ma soprattutto che il pannello riesce a creare il moto di circolazione naturale.

Non sarà un grande esperimento, ma io rimango sempre stupito a vedere le opere della natura in funzione.

[maxlinux2000]

anche oggi una giornata schifosa, molto nuvolo, vento e poco ci mancava che piovesse..... ma.... ho 100 litri di acqua calda a 45 gradi.
Nei prossimi giorni devoa andare a comprare un bidone da 2 o 300 litri, altrimenti non posso continuare.

[sabino]

Molto interessante... quindi acquistando i vari componenti a quanto ammonta il costo finale??

[maxlinux2000]

dunque.. .vado a memoria, poi faró meglio i conti...

un pannello di legno per muratura da 200x50x3 cm costa circa 17 euro
il vetro da 4mm l'ho pagato 23 euro
il tubo da 16mm, costa circa 50cents al metro e ne ho messo circa 25 mt
i raccordi penso che costino circa 20 cents l'uno e ne ho messi una ventina.
i profilati di alluminio sono costati 27 euro (carissimi, li vado a sostituire con qualche cosa di più economico al prossimo pannello)
una bomboletta spry nera 7 euro
un contenitore da 210 litri in polietilene per acqua, 35 euro
100 mt di tubo in polieitilene nero da 1 pollice (32mm esterno) 80 euro
raccorderia varia in plastica circa 20 euro

mi manca ancora l'isolamento termico per il bidone (polisterolo suppongo)

il vetro lo metto sottile perché metto il pannello molto verticale (circa 70 gradi) in modo da essere ottimizzato per l'inverno. In questo modo in estate non ho un eccesso di acqua calda e d'inverno il pannello lavora al meglio delle sue possibilità.
Come effetto collaterale, la grandine non può rompere il pannello

[Ferrobattuto]

Intorno ai 220-230€ circa..... Tutta roba nuova, niente di rimediato o riciclato.
Comunque Sabino, il nostro amico Offgrid stà in Spagna, forse quì da noi i prezzzi possono veriare, in più o in meno a secondo di cosa compri e dove.

[maxlinux2000]

si certo, sto parlando di tutto nuovo ovviamente. Per i prezzi non saprei dire se sono minori o maggiori, ma mio padre dice che più o meno siamo li. Lúnica cosa che qui costa meno è la benzina e la carne, poi per il resto dovremmo essere allineati.

Ovviamente se puoi riciclare qualche cosa, il prezzo scende di brutto.


Un aggiornamento:

oggi sono riuscito a mettere in funzione il deposito di acquada 210 litri con dentro quasi 100mt di tubo da 1 pollice da irrigazione.... una fatica!! per cui vi consiglio di usare depositi più grandi... almento 300 litri.

è probabile che le proporziomi migliori per avere 60 litri di acqua calda, siano:

2 pannelli come quello della foto sopra (quindi 2 m2)
una vasca coibimentata da 350-400 litri
100 mt di tubo da 1 pollice avvolto che faccia da scambiatore inverso. (in 100 mt di tubo ci stanno circa 60 litri di acqua)

[maxlinux2000]

purtroppo non posso dare aggiornamenti perché qui il clima è attualmente molto piovoso e nuvoloso. Non fa freddo certo, ma senza un briciolo di sole i pannelli non scaldano.

sarà il cambio climatico?

[maxlinux2000]

Ok, funziona, con le giornate soleggiate ottengo una buona produzione di calore. Ma devo migliorare il progetto. Dopo una giuornata di sole riesce a scaldare circa 100 litri di acqua, il che non è poco, ma sono sicuro che potrebbe fare meglio.

Ci penso su..

[Ferrobattuto]

Metti una foto del "coso" che hai fatto, così ci "critichiamo" su un po' tutti".

[maxlinux2000]

la foto è ancora quella di prima, magari ne faccio altre con il deposito.

Piuttosto stavo pensando una modifica strutturale al pannello... Partiamo sempre dal presupposto che bisogna usare i tubi, giusto?

E se li eliminiamo?

Immagina di prendere un profilato a U e meglio ad H in alluminio, e con quello fare una cornice, a cui incollare con il silicone una lamiera sotto e una sopra in modo da formare una camera d'aria ermetica.
Al profilato avremo prima fatto 2 fori (uno in alto e uno in basso) e fissato 2 niplex con controdado e guarnizione.
Poi si collega al deposito e otteniamo un pannello solare a captazione totale.

Guarda questo schizzo:



I problemi che immagino si possano essere è che un pannello del genere non sopporta forti pressioni, quindi è obbligatoria la circolazione naturale e la vicinanza del deposito coibimentato. La pressione sarebbe veramente bassa (0.2-0.3 atm) nel mio caso.

Inoltre non so come reagisce il silicone a contatto dell'alluminio e a contatto dell'acqua. Probabilmente è inerte e può reggere per anni se la pressione non è elevata. Ne sai qualche cosa ermete?

La lamiera posteriore potrebbe essere della normale lamiera zincata da 3 decimi, mentre quella superiore sarebbe migliore in rame verniciata di nero opaco.

Che ne pensi?

[Ferrobattuto]

Dunque: Il pannello così concepito rischia di gonfiarsi al centro e scollarsi, anche per le dilatazioni termiche, che con l'acqua calda sono comunque notevoli. Se l'accumulo stà sopra anche solo 2m, si hanno 0,2 bar, che moltiplicati per la superficie del pannello fanno...... Diversi quintali di spinta! Un problema simile lo avevamo con le porte degli autobus, bisognava chiuderle a vettura ferma, perché la leggera depressione che si formava camminando, anche piano, impediva che si chiudessero o che si chiudessero bene, rischiando di scardinarle addirittura durante la corsa. Pochi grammi per centimetroquadro, moltiplicati per la superficie della porta (in media un paio di mq....) producono una spinta di qualche quintale. Provare per credere. Altro che 3 decimi.... Poi il rame costa troppo, te lo sconsiglio. Per la conduzione termica va bene qualsiasi metallo, anche ferro verniciato nero.
In realtà se fossero due lamiere ondulate con le ondulazioni in dentro fissate tra loro avresti un sistema ottimo, tanti bei canali paralleli e verticali in cui far scorrere l'acqua per circolazione naturale. Il tutto verniciato nero e chiuso in un telaio col vetro. Massima superficie e massima captazione, le ondulazioni facilitano la captazione anche con luce obblicua. Se il metallo è nuovo e pulito, il silicone dovrebbe reggere bene, purché non ci siano forti trazioni, la lamiera zincata si può anche rivettare e saldare a stagno.....
Comunque prendi i miei consigli "cum grano salis", come dicevano i miei (e tuoi) antenati, che io cose così non ne ho mai realizzate.

[E.Cino]

interessante questa discussione, io ho sentito dire che i pannelli devono essere isolati per bene, uno strato di silicone va bene? un pannello siile io lo potrei realizzare avendo i tubi neri da irrigazione, ma quello che mi sfugge è la parte dello scambiatore di calore ed il ricircolo della stessa.
l'acqua calda che si produce nel pannello circola in automatico?

[maxlinux2000]

nel settore termosolare non siamo molto forti, in ogni caso questo esperimento serviva per verificare se funzionava davvero la circolazione naturale e se si potevano usare tubi in polietilene invece che quelli di rame, per motivi di costo, ma soprattutto per reggere al freddo invernale.... in sicilia non ti succedera mai, ma da me in inverno spesso vado a -10C... e i tubi di rame sotto pressione, non gradiscono molto

[E.Cino]

mi hanno detto proprio pomeriggio di mettere una piccola pompetta di questa a 12V con un termostato, appena l'acqua raggiunge i gradi la pompa si aziona x far entrare acqua fresca nuova.
ma pensandoci non so fin quanto possa essere un buon sistema.

voi praticamente intendete mettere i 100 mt di tubo pvc dentro un serbatoio pieno d'acqua, in modo che quella dentro il tubo arrivi calda e riscaldi quella nel serbatoio..

[E.Cino]

domanda forse superflua, si potrebbe ottenere la stessa resa realizzandolo in orizzontale e non in verticale?

[maxlinux2000]

certo, anzi quando potró rifarlo (leggi: no tengo dinero) metteró il tubo in una serpentina orrizzontale in modo peró che ci sia sempre una leggera pendenza in salita (10 gradi almeno) in modo da favorire la circolazione naturale.

Il sistema che ho usato è quello di mettere 100 mt di tubo da 32mm arrotolato dentro alla cisterna coibimentata contenete acqua.
Il tubo da 32mm è sotto pressione mentre al cisterna non lo è. Ma 100mt di tudo da 32mm (2.54mm interni) contiene più di 100 litri di acqua che viene scaldata dall'acqua della cisterna. Praticamente il tubo da 32mm funziona sia da scambiatore di calore che da deposito pressurizzato.... e costa una miseria.

[Ferrobattuto]

Purtroppo se fosse perfettamente orizzontale servirebbero termostati e pompe di circolazione, che oltre che costare consumano corrente...... E si guastano.
Mentre mettendolo con una certa inclinazione la circolazione naturale dovuta al riscaldamento fa circolare l'acqua da se. Naturalmente esistono delle inclinazioni minime che è meglio studiare sul posto.
Guardando i prodotti commerciali montati nei giardini e sui tetti, si vede sempre che hanno una certa inclinazione, variabile secondo il prodotto e il sistema di funzionamento.

[Arabongolo]

Riesumo questa discussione per chiedere: ma utilizzando materiali plastici, non si hanno emissioni di non benevole sostanze?
Io per qualche prova di materiali, utilizzai dei tubi di alluminio e di acciaio. La plastica e la gomma, le scartai a priori...