Tre metodi collaudati proteggono un impianto solare termico dal gelo: un circuito indiretto riempito con antigelo a base di glicole propilenico (una miscela al 40% protegge fino a circa −21 °C, il 50% fino a circa −32 °C), un progetto drain-back che svuota i collettori per gravità ogni volta che la pompa si ferma o, solo come misura di riserva, un ciclo antigelo della centralina che fa circolare acqua calda dell'accumulo. Il glicole è lo standard europeo; il drain-back elimina del tutto il rischio di gelo.
Perché il gelo è pericoloso per un collettore solare?
L'acqua si espande di circa il 9% quando gela e lo fa con una forza sufficiente a spaccare i tubi di rame dell'assorbitore, a rompere i tubi collettori di testa e a incrinare le tubazioni esterne. Il danno emerge di solito sotto forma di perdite nella prima giornata mite, dopo che il ghiaccio si è sciolto: a quel punto l'assorbitore può essere da buttare. Il danno da gelo si previene con il progetto, ed è per questo che ogni impianto serio in climi freddi usa uno dei tre metodi seguenti anziché sperare in inverni miti. Ciò che gelo, grandine e tempeste fanno al vetro e alla carcassa del collettore è una questione a parte, trattata in cosa succede ai collettori solari con grandine e gelo.
Quali metodi di protezione antigelo esistono?
| Metodo | Come protegge | Più adatto a |
|---|---|---|
| Circuito a glicole (indiretto) | La miscela antigelo non può gelare alla temperatura di progetto | Impianti europei standard a pompa; qualsiasi clima |
| Sistema drain-back | I collettori restano privi di fluido ogni volta che la pompa è ferma | Climi freddi; impianti con lunghi periodi di inattività |
| Ciclo antigelo | La centralina fa circolare acqua calda dell'accumulo nel collettore | Climi miti con gelate rare e leggere; solo come riserva |
| Circolazione naturale con circuito protetto | I sistemi indiretti a circolazione naturale usano antigelo in un circuito a camicia | Zone soggette a gelo con unità compatte da tetto |
Gli impianti diretti che fanno passare acqua di rete nel collettore non hanno alcuna protezione intrinseca e sono limitati a climi sostanzialmente privi di gelo.
Quanto glicole serve per proteggere l'impianto?
Adegui la concentrazione di glicole alla temperatura più bassa che il Suo sito può plausibilmente raggiungere, con un margine. Protezione antigelo approssimativa per glicole propilenico inibito in acqua:
| Percentuale di glicole propilenico | Protezione antigelo fino a circa |
|---|---|
| 25% | −10 °C |
| 30% | −13 °C |
| 40% | −21 °C |
| 50% | −32 °C |
Sotto la temperatura nominale la miscela si trasforma dapprima in una poltiglia che non rompe i tubi; il vero punto di rottura si colloca sensibilmente più in basso del punto di congelamento, ed è il margine di sicurezza incorporato. Non superi circa il 50% di concentrazione: la viscosità aumenta, lo scambio termico peggiora e il circolatore lavora di più per fornire meno energia. Quale fluido acquistare e come verificarne lo stato ogni anno è trattato in quale antigelo usare in un circuito solare termico.
In che modo il drain-back elimina del tutto il rischio di gelo?
Un sistema drain-back tiene il proprio fluido in un serbatoio all'interno dell'edificio riscaldato. Quando la pompa funziona, il fluido viene spinto verso l'alto nei collettori; nell'istante in cui si ferma (volontariamente, per un blackout o durante una lunga inattività invernale) la gravità svuota completamente collettore e tubazioni del tetto. Sul tetto non resta nulla che possa gelare, quindi bastano acqua semplice o una miscela leggera di glicole, e lo stesso meccanismo protegge anche dalla stagnazione estiva. Il prezzo sono regole di installazione più severe: pendenza continua delle tubazioni e un collettore che si svuota completamente.
Il ciclo antigelo della centralina basta da solo?
No: lo consideri una riserva, mai la strategia principale in un vero clima invernale. La funzione antigelo fa circolare nel collettore acqua calda prelevata dal fondo dell'accumulo quando la sonda legge valori vicini a 0 °C. Funziona, ma spende calore solare accumulato per proteggere l'hardware e fallisce proprio quando il rischio invernale è al massimo: durante un blackout. Nei climi in cui il gelo è raro e leggero, alcuni impianti diretti vi fanno affidamento; ovunque ci sia tempo sotto zero prolungato, la risposta corretta è il glicole o il drain-back. Tenga presente che protezione antigelo e prestazioni invernali sono questioni diverse: quanto calore fornisce effettivamente a gennaio un impianto protetto è trattato in il solare termico per l'acqua calda funziona in inverno?.
Domande frequenti
Il mio impianto solare termico gela se manca la corrente?
Un impianto a glicole è sicuro: la sua protezione è chimica e non richiede elettricità. Anche un sistema drain-back è sicuro: è proprio l'arresto della pompa a svuotare i collettori. Solo gli impianti che si affidano a un ciclo antigelo alimentato elettricamente sono a rischio in caso di blackout.
Posso usare semplice acqua nel mio collettore solare in inverno?
Solo in un sistema drain-back, dove il collettore resta vuoto quando è inattivo, oppure in climi davvero privi di gelo. In un circuito pieno standard l'acqua semplice gela e può spaccare l'assorbitore in una sola notte fredda.
Anche i collettori a tubi sottovuoto hanno bisogno di protezione antigelo?
Sì. Il vuoto isola magnificamente l'assorbitore, ma i tubi collettori di testa, i collettori di distribuzione e le tubazioni del tetto contengono comunque fluido che gela come qualsiasi altro. Gli impianti a tubi sottovuoto nei climi freddi usano circuiti a glicole proprio come i collettori piani.
Ogni quanto devo controllare la protezione antigelo del mio glicole?
Una volta all'anno, prima dell'inverno, con un rifrattometro o con strisce reattive al gruppo di circolazione. Il glicole si degrada nel tempo, soprattutto dopo eventi di stagnazione, quindi concentrazione e pH con cui è stato riempito l'impianto non sono garantiti a vita.