Il circuito solare

Il circuito del sistema solare è composto dai seguenti elementi:

  • le tubazioni che collegano i collettori solari al serbatoio d'accumulo;
  • il fluido termovettore che trasporta il calore dal collettore al serbatoio (sistemi indiretti);
  • la pompa di circolazione (a esclusione dei sistemi a circolazione naturale);
  • lo scambiatore di calore del circuito solare, che trasferisce il calore all'acqua contenuta nel serbatoio d'accumulo;
  • gli accessori per la regolazione idraulica;
  • le apparecchiature di sicurezza: il vaso di espansione e la valvola di sicurezza, che proteggono il sistema da danni causati dall'espansione del fluido o da pressioni eccessive.

Le tubazioni

Il materiale più usato per le condutture del circuito è il rame, con cui si realizzano sia tubi rigidi lunghi fino a 5 m, sia tubi flessibili di diametro fino a 22 mm lunghi 25 o 50 m; per sistemi di grossa taglia, invece, vengono anche utilizzati tubi di acciaio. Nel caso di sistemi auto-assemblati vengono utilizzati tubi corrugati flessibili in acciaio inossidabile (collegamenti con tubi senza saldatura). Si sconsiglia, infine, il trattamento di tubi zincati destinati al contatto con il liquido antigelo per evitare fenomeni di corrosione.


Il fluido termovettore

Il fluido termovettore trasporta il calore generato dal collettore al serbatoio d'accumulo. L'acqua è il fluido più adatto a tale scopo poiché presenta elevata capacità termica, bassa viscosità, non è combustibile, non è tossica ed è a basso costo. Nei collettori solari, però, possono verificarsi temperature di lavoro ben al di sotto di 0°C e ben al di sopra dei 100°C e l'acqua potrebbe dare problemi di gelo ed evaporazione. A tal proposito tramite l'aggiunta di un additivo, il glicole propilenico che è attualmente il più utilizzato poiché atossico, per una quantità pari al 40% del fluido, la temperatura di congelamento scende a -23°C e quella di ebollizione sale a 150°C e oltre, secondo la pressione.


Pompe di circolazione

Nei sistemi solari a circolazione forzata il consumo di elettricità per le pompe dovrebbe essere ridotto al minimo, in primo luogo evitando il sovradimensionamento delle pompe stesse. Sono disponibili diverse pompe ottimizzate per le portate tipiche dei circuiti solari. Per il dimensionamento delle pompe di circolazione nei sistemi solari di ridotte dimensioni (mono-bifamiliari), non sono necessarie valutazioni dettagliate delle perdite di carico del circuito solare: in questo caso le pompe di circolazione proposte dai produttori di "pacchetti" di sistemi solari completi dispongono generalmente di tre o quattro settaggi di potenza che consentono di variare il flusso del fluido termovettore.


Scambiatore di calore

Per trasferire il calore prodotto dal sistema solare all'acqua calda per uso domestico, è necessario uno scambiatore di calore(sistemi a circuito chiuso). Si possono distinguere scambiatori di calore a immersione ed esterni. Sono disponibili due versioni di scambiatori a immersione: gli scambiatori tubolari alettati e quelli tubolari lisci. Lo scambiatore di calore tubolare licio presenta una potenzialità di scambio termico per metro quadrato di superficie di contatto maggiore rispetto a quello alettato ma, a parità di calore scambiato, quello alettato, data la maggior superficie di scambio specifica (per metro lineare di tubo), richiede una lunghezza di tubazione inferiore.
I comuni scambiatori di calore esterni possono essere del tipo piano (o a piastre) o cilindrici (o a fasci tubieri). Gli scambiatori di calore esterni sono più costosi degli scambiatori a immersione ma, poiché presentano maggiore efficienza di scambio termico, sono preferibili per sistemi solari di grossa taglia.


Gli accessori per la regolazione idraulica e i dispositivi di sicurezza

Oltre alle convenzionali valvole di intercettazione, rubinetti di svuotamento ecc. comunemente adottati per la gestione e manutenzione dei circuiti idraulici sono di particolare importanza per i circuiti solari i Sistemi antiriflusso(arrestano la pompa in particolari condizioni), le valvole di sfiato (per espellere l'aria che si forma nel sistema durante il funzionamento), i flussometri (misurano la portata volumetrica del fluido che percorre la tubazione).

Per quanto riguarda i dispositivi di sicurezza, vengono impiegate delle valvole di sicurezza (intervengono in caso di aumento di pressione nel sistema) e i vasi di espansione (assorbono le dilatazioni termiche del fluido termovettore dovute alle variazioni di temperatura durante il funzionamento del sistema) .