Il glicole propilenico è l'antigelo atossico miscelato con acqua per proteggere dal gelo i circuiti solari termici chiusi. Una miscela al 40% di glicole protegge fino a circa -21 °C e una miscela al 50% fino a circa -33 °C. I fluidi di qualità solare contengono inibitori di corrosione e vanno controllati ogni 2–3 anni, perché ripetute stagnazioni sopra circa 170 °C degradano il glicole in acidi corrosivi.
Perché gli impianti solari termici hanno bisogno di antigelo?
I collettori solari si trovano all'aperto e scendono abitualmente sotto 0 °C: nelle notti serene, il raffreddamento radiativo può portare un assorbitore di diversi gradi al di sotto della temperatura dell'aria. L'acqua semplice gelerebbe, si dilaterebbe di circa il 9% e spaccherebbe i tubi dell'assorbitore e le tubazioni. Miscelare glicole propilenico nel circuito chiuso abbassa il punto di congelamento sotto qualsiasi temperatura di progetto invernale realistica. A differenza del glicole etilenico usato nei circuiti di raffreddamento delle auto, il glicole propilenico è una sostanza a bassa tossicità impiegata anche negli alimenti e nei cosmetici, ed è per questo che è il fluido standard ovunque una sola parete dello scambiatore separi il fluido solare dall'acqua potabile. La principale alternativa è un sistema drain-back, che toglie il fluido dai collettori anziché proteggerlo chimicamente.
Quale concentrazione di glicole protegge dal gelo?
Una miscela al 40% di glicole propilenico protegge fino a circa -21 °C e una miscela al 50% fino a circa -33 °C: insieme, queste due concentrazioni coprono praticamente tutta l'Europa. I fluidi solari sono forniti già miscelati o dosati in cantiere con acqua demineralizzata:
| Quota di glicole propilenico | Punto di congelamento | Clima tipico |
|---|---|---|
| 30% | ≈ -13 °C | Costiero mite e mediterraneo |
| 40% | ≈ -21 °C | Gran parte dell'Europa centrale |
| 50% | ≈ -33 °C | Alpino, nordico e continentale |
Al di sotto del punto di congelamento la miscela forma dapprima una poltiglia di ghiaccio ancora pompabile, prima di solidificare, quindi la protezione dallo scoppio si estende di circa 10 K più in basso rispetto ai valori indicati. Concentrazioni superiori a circa il 55% non danno alcun vantaggio utile: la protezione dal gelo raggiunge un plateau mentre la viscosità continua a salire.
Come cambia il glicole lo scambio termico e il dimensionamento della pompa?
Il glicole trasporta meno calore dell'acqua e oppone più resistenza al flusso. Una miscela al 40% ha un calore specifico di circa 3,7 kJ/(kg·K) contro 4,19 dell'acqua pura, circa il 12% in meno, e una viscosità diverse volte superiore a quella dell'acqua a bassa temperatura. Il circuito richiede quindi una portata leggermente maggiore a parità di potenza trasportata e il gruppo di circolazione solare deve essere scelto tenendo conto della perdita di carico aggiuntiva. Verificare sempre la concentrazione installata con un rifrattometro anziché fidarsi dell'etichetta sulla tanica.
Perché la stagnazione invecchia il fluido?
Quando l'accumulo è pieno e la pompa si ferma, i collettori salgono verso la loro temperatura di stagnazione, spesso 170–200 °C nei collettori piani e più alta nei tubi sottovuoto. Il fluido bolle e ripetuti episodi ad alta temperatura scindono le molecole di glicole in acidi organici che abbassano il pH, consumano gli inibitori di corrosione e fanno diventare bruno il fluido. I produttori di collettori, Solimpeks compresa, pubblicano la temperatura di stagnazione di ciascun modello dalle prove ISO 9806, ed è il valore che il fluido deve sopportare. I fluidi a base di glicole propilenico di qualità solare sono formulati con stabilizzanti per alte temperature proprio per questo compito, ma nessun fluido è immune: un impianto che va in stagnazione ogni pomeriggio d'estate richiede sostituzioni del fluido molto prima di uno progettato per evitare la stagnazione.
Ogni quanto va controllato e sostituito il fluido solare?
Controllare il fluido ogni 2–3 anni e dopo ogni estate con eventi di stagnazione noti. Tre prove forniscono il quadro completo: la protezione antigelo con un rifrattometro, il pH con una cartina (il fluido nuovo ha in genere 8–9; sostituire sotto circa 7) e un controllo visivo e olfattivo: un colore scuro o un odore di bruciato indicano che il fluido è esausto. La vita utile tipica è di 5–10 anni. Sostituire con un prodotto equivalente per uso solare, con inibitori, mai rabboccare con semplice acqua di rubinetto oltre piccole correzioni, e ricontrollare la concentrazione dopo ogni intervento.
Domande frequenti
Il glicole propilenico negli impianti solari è tossico?
No: il glicole propilenico in sé è una sostanza a bassa tossicità usata negli alimenti e nei cosmetici e registrata ai sensi del REACH UE. Il fluido solare non è comunque acqua potabile: contiene inibitori di corrosione, quindi la contaminazione incrociata nei circuiti potabili deve essere evitata in fase di progetto e il fluido esausto smaltito secondo le norme locali.
Qual è la differenza tra glicole propilenico e glicole etilenico?
Il glicole etilenico trasferisce il calore leggermente meglio e costa meno, ma è tossico per persone e animali. La prassi di sicurezza per l'acqua potabile richiede quindi glicole propilenico atossico negli impianti solari in cui una sola parete dello scambiatore separa il fluido solare dall'acqua potabile.
Posso rabboccare il mio impianto solare con acqua?
Solo in piccole quantità e solo se poi si ricontrolla la protezione antigelo con un rifrattometro. Perdite maggiori vanno reintegrate con la corretta premiscela: un fluido diluito perde sia la protezione dal gelo sia l'inibizione della corrosione.
Come capisco quando il fluido solare va sostituito?
Tre segnali: pH inferiore a circa 7, protezione antigelo più debole del valore di progetto e colore scuro o odore di bruciato. Anche uno solo di essi giustifica una sostituzione del fluido, in genere dovuta ogni 5–10 anni.