Un impianto solare drain-back svuota per gravità il proprio fluido termovettore dai collettori in un serbatoio interno ogni volta che la pompa si ferma, così i collettori restano asciutti durante il gelo e la stagnazione. Questo unico meccanismo risolve sia il gelo sia il surriscaldamento senza dipendere dalle condizioni del glicole, al prezzo di regole di installazione severe: pendenza continua delle tubazioni di almeno circa il 2% verso il serbatoio e un collettore progettato per svuotarsi completamente.
Cosa succede all'interno di un sistema drain-back quando la pompa si ferma?
Il circuito è riempito di fluido solo in parte; il resto è aria (o gas inerte) contenuta in un serbatoio drain-back installato sopra l'accumulo, all'interno dell'edificio. Quando la centralina avvia la pompa, il fluido viene spinto verso l'alto nei collettori e l'aria spostata torna nel serbatoio; il calore fluisce poi verso il bollitore esattamente come in qualsiasi impianto a pompa. Nell'istante in cui la pompa si ferma (fine della giornata solare, accumulo pieno, blackout, guasto della centralina) la gravità richiama fino all'ultima goccia di fluido da collettore e tubazioni del tetto verso il serbatoio. Il lato tetto contiene solo aria, che non gela né bolle. La protezione è quindi lo stato predefinito dell'impianto, garantito dalla fisica e non dalla chimica o dalla regolazione.
Perché il drain-back risolve sia il gelo sia il surriscaldamento?
Perché entrambi i problemi richiedono la presenza di fluido nel collettore, e un collettore drain-back inattivo non ne contiene. In inverno sul tetto non c'è nulla che possa gelare, quindi l'impianto non richiede alcuna manutenzione della concentrazione di antigelo: confronti le tabelle del glicole in come proteggere dal gelo un impianto solare termico. In estate, quando l'accumulo è pieno, la centralina ferma semplicemente la pompa: il fluido si ritira all'interno e il collettore vuoto si porta alla propria temperatura di stagnazione senza far bollire nulla, soluzione ideale per le case per le vacanze e per gli edifici con poco uso estivo che altrimenti richiederebbero le misure descritte in come evitare il surriscaldamento del solare termico in estate. Molti sistemi drain-back funzionano con acqua semplice o demineralizzata, eliminando la sostituzione del glicole dal piano di manutenzione; il compromesso è che la pompa deve vincere l'altezza statica per riempire di nuovo il campo ogni mattina, quindi il dimensionamento della pompa differisce da quello di un impianto sigillato a glicole.
Quali sono le regole di progetto per un'installazione drain-back affidabile?
Il drain-back non perdona tubazioni approssimative: lo svuotamento è il sistema di sicurezza, quindi deve funzionare sempre.
| Regola | Perché conta |
|---|---|
| Pendenza continua (≥ ~2%, cioè 2 cm per metro) dal collettore al serbatoio | Qualsiasi tratto piano o in salita lascia fluido intrappolato che può gelare |
| Nessuna curva a U, avvallamento o sifone sul lato tetto | Un solo punto basso trattiene acqua nella zona di gelo |
| Collettore compatibile con il drain-back (layout dell'assorbitore drenabile) | Gli assorbitori a serpentina con sifoni trattengono fluido quando la pompa si ferma |
| Serbatoio dimensionato per contenere l'intero volume di collettore + tubazioni del tetto | I recipienti sottodimensionati lasciano fluido bloccato sopra la linea del tetto |
| Pompa scelta per la prevalenza di riempimento, non solo per la circolazione | La pompa deve sollevare il fluido fino alla sommità del campo all'avviamento |
| Volume di fluido corretto: riempimento parziale, verificato alla messa in servizio | Un riempimento eccessivo vanifica il cuscino d'aria; uno insufficiente riduce la portata |
Queste regole rendono il drain-back un po' meno flessibile nel percorso delle tubazioni rispetto a un impianto sigillato: lunghi tratti orizzontali e tetti complessi sono le cause abituali di esclusione.
Quali collettori sono adatti al drain-back?
Collettori i cui canali interni si svuotano completamente per gravità: layout a meandro e a griglia (collettori di testa e tubi montanti) progettati senza sifoni per il fluido e montati con l'inclinazione prescritta. Solimpeks costruisce una variante drain-back dedicata della propria gamma di collettori piani, il Wunder ALS DRAIN, certificato Solar Keymark con licenza 011-7S2021 F, proprio perché i circuiti degli assorbitori standard non sono automaticamente drenabili. I collettori a tubi sottovuoto con heat pipe interni sono in genere inadatti all'idraulica drain-back classica; in pratica il drain-back è una soluzione propria dei collettori piani.
Drain-back o glicole: quale scegliere?
Scelga il drain-back quando l'installazione può rispettare le regole sulla pendenza delle tubazioni e il profilo di utilizzo comprende periodi di inattività: case per le vacanze, edifici stagionali o proprietari che vogliono una manutenzione minima del fluido. Scelga un impianto sigillato a glicole quando il percorso delle tubazioni non può garantire una pendenza continua, quando il campo è lontano dal locale tecnico o quando la familiarità dell'installatore favorisce l'approccio convenzionale. Sull'energia fornita i due sono comparabili; la differenza sta nel punto in cui si concentra l'impegno ingegneristico: nella geometria dell'installazione (drain-back) o nella gestione del fluido nel corso degli anni (glicole). Entrambi richiedono lo stesso controllo annuale descritto nella checklist di manutenzione del solare termico.
Domande frequenti
Un impianto solare drain-back ha bisogno di antigelo?
Di solito no: i collettori restano vuoti ogni volta che la pompa è spenta, quindi sul tetto non c'è nulla che possa gelare. Alcuni installatori usano comunque una miscela leggera di glicole per doppia sicurezza nei tratti di tubazione interni che attraversano ambienti non riscaldati.
Cosa succede a un sistema drain-back in caso di blackout?
Esattamente ciò che deve succedere: la pompa si ferma e il fluido defluisce per gravità nel serbatoio interno. A differenza dei sistemi che si affidano a cicli antigelo alimentati elettricamente, un sistema drain-back è più sicuro proprio quando manca la corrente.
Posso convertire il mio impianto solare a glicole esistente in drain-back?
Raramente conviene. Il percorso delle tubazioni va riprogettato per una pendenza continua, il collettore deve essere di tipo drenabile e vanno aggiunti pompa e serbatoio. La conversione è di fatto una ricostruzione; il drain-back si sceglie meglio in fase di progetto.
Un sistema drain-back è meno efficiente di un impianto a glicole in pressione?
La produzione giornaliera è comparabile. L'acqua trasporta il calore leggermente meglio delle miscele di glicole; le piccole penalizzazioni sono l'energia di riempimento mattutina e la geometria rigorosa. Nell'arco di un anno le due architetture forniscono frazioni solari simili se entrambe sono ben progettate.