Scaldabagno solare a tubi sottovuoto: un modello di raccolta del calore durevole e altamente efficiente

Nel campo dell'utilizzo del solare termico, gli scaldacqua solari a tubi sottovuoto, con la loro eccezionale efficienza di raccolta del calore e la lunga storia di utilizzo, sono diventati una delle soluzioni per la produzione di acqua calda sanitaria domestica più diffuse in tutto il mondo. Massimizzano la cattura dell'energia solare grazie alla loro struttura fisica unica, offrendo a innumerevoli famiglie un'esperienza di acqua calda sanitaria economica ed ecologica. Questo articolo fornirà un'analisi approfondita del principio di funzionamento, dei vantaggi principali, degli scenari applicabili e dei punti chiave per la selezione degli scaldacqua solari a tubi sottovuoto, offrendovi un riferimento completo.

Principio tecnico: Raccolta del calore isolata sotto vuoto

Il nucleo di uno scaldacqua solare a tubi sottovuoto risiede nei tubi di raccolta del calore sottovuoto interamente in vetro. La struttura di ciascun tubo a vuoto è come un sottile "thermos", composto da due tubi concentrici di vetro borosilicato: 

Interstrato sottovuoto: lo spazio tra i tubi interno ed esterno viene evacuato fino a raggiungere un vuoto elevato (≤10-3Pa), eliminando efficacemente la perdita di calore causata dalla convezione e dalla conduzione dell'aria e ottenendo prestazioni di isolamento estremamente elevate. 

Rivestimento ad assorbimento selettivo: la parete esterna del tubo interno è rivestita con uno strato di pellicola ad assorbimento selettivo scuro (ad esempio alluminio-azoto/alluminio) mediante processo di sputtering magnetronico. Questo strato di pellicola è in grado di assorbire la radiazione solare al massimo livello (con un tasso di assorbimento superiore al 94%), sopprimendo al contempo la propria radiazione termica (con un'emissività estremamente bassa). 

Principio di funzionamento: la luce solare attraversa il tubo di vetro esterno, colpisce lo strato di pellicola assorbente e viene convertita in energia termica. Il calore viene trasferito al flusso d'acqua nel tubo interno. L'ambiente sottovuoto consente al calore solo di entrare ma non di uscire, consentendo alla temperatura dell'acqua di aumentare rapidamente. L'acqua riscaldata entra nel serbatoio isolato per l'accumulo attraverso la circolazione naturale (effetto termosifone).

Vantaggi principali: perché resiste alla prova del tempo?

1. Eccezionale efficienza di raccolta del calore 

Lo strato isolante sottovuoto del tubo sottovuoto riduce notevolmente l'impatto dell'ambiente di lavoro (ad esempio, tempo freddo e ventoso) sulle prestazioni di raccolta del calore, consentendo di mantenere un'elevata efficienza di raccolta del calore anche in ambienti a bassa temperatura, con prestazioni particolarmente eccezionali in inverno. 

La sua struttura cilindrica ha una certa capacità di seguire automaticamente la luce solare e può essere esposto alla luce solare per un periodo di tempo più lungo durante il giorno.

2. Ha buone prestazioni antigelo 

In condizioni di freddo estremo, anche se la parete esterna del tubo a vuoto si congela, l'acqua al suo interno può comunque essere riscaldata ininterrottamente perché il vuoto interno non assorbe calore. I modelli split che adottano il sistema di scambio termico secondario con fluido termovettore antigelo hanno una maggiore capacità antigelo e sono adatti alle regioni fredde del nord.

3. Economico e conveniente 

Grazie alla tecnologia di produzione matura, a una catena industriale completa e a costi di produzione relativamente bassi, gli scaldacqua a tubi sottovuoto sono solitamente più competitivi nei prezzi finali e rappresentano una scelta di base estremamente conveniente.

4. Comodo per la manutenzione e la sostituzione 

Adotta un design modulare e ogni valvola a vuoto può funzionare in modo indipendente. Se una valvola a vuoto è danneggiata, è sufficiente sostituirla separatamente. Il funzionamento è semplice, i costi di manutenzione sono bassi e non compromettono il funzionamento dell'intero sistema.

Considerazioni potenziali e analisi oggettiva

Ogni tecnologia ha le sue caratteristiche e anche gli scaldabagni a tubi sottovuoto presentano alcuni aspetti che richiedono attenzione: 

Problema di incrostazioni: nelle zone con acqua dura, è probabile che si formino incrostazioni nei sistemi di riscaldamento diretto, il che può compromettere l'efficienza di raccolta del calore e la durata. Si consiglia di pulire regolarmente o di utilizzare acqua addolcita. 

Resistenza alla pressione: il tradizionale sistema di inserimento diretto funziona senza resistenza alla pressione e fornisce acqua in base alla differenza di livello dell'acqua. La pressione dell'acqua durante la doccia potrebbe non essere stabile come quella del sistema a resistenza alla pressione. Il modello split risolve questo problema. 

Resistenza meccanica: sebbene il tubo a vuoto in sé non sia poco resistente rispetto ai collettori a piastra piana, il materiale in vetro ha una probabilità molto bassa di essere perforato da condizioni meteorologiche estreme come la grandine. 

Esposizione a vuoto ed esplosione del tubo: in casi estremi, in cui i tubi di vetro vengono esposti al sole per lungo tempo e viene improvvisamente iniettata acqua fredda, sussiste il rischio di rottura a causa di dilatazioni e contrazioni termiche irregolari. Tuttavia, i prodotti di alta qualità sono tutti sottoposti a rigorose tecniche di lavorazione e questo fenomeno è ormai raro.

Scenari applicabili e profili utente

Gli scaldacqua solari a tubi sottovuoto sono particolarmente adatti alle seguenti situazioni: 

Gli utenti che vivono ai piani alti di edifici residenziali a più piani o che possiedono case autocostruite beneficiano di buone condizioni di installazione sul tetto. 

Famiglie con budget limitati che puntano a un rapporto costo-prestazioni estremamente elevato. 

Gli utenti delle regioni con inverni freddi (come la Cina settentrionale) apprezzano la sua eccellente resistenza al gelo e le sue prestazioni di raccolta del calore invernale. 

Famiglie che non hanno esigenze elevate in termini di pressione dell'acqua durante il bagno o che hanno già installato dispositivi per aumentare la pressione.

Guida all'acquisto e alla manutenzione

Punti di selezione: 

Numero di tubi e capacità: selezionare in base al numero di membri della famiglia. Generalmente, una persona corrisponde a un tubo (circa 20 litri d'acqua). Per famiglie di 3 o 4 persone, sono disponibili da 18 a 24 tubi, con una capacità da 150 a 200 litri. 

Qualità del tubo a vuoto: verificare che il colore del rivestimento sia uniforme e privo di sfaldature e che l'agente degasante della superficie dello specchio nella parte superiore dell'interstrato a vuoto sia brillante (questo è un segno di elevato grado di vuoto). 

Serbatoio interno del serbatoio dell'acqua: sono preferibili i serbatoi interni smaltati o in acciaio inossidabile SUS304, poiché presentano una maggiore resistenza alla corrosione e una maggiore durata. 

Strato isolante: lo strato isolante del serbatoio dell'acqua deve essere costituito da schiuma meccanica di poliuretano integrale, con uno spessore ≥50 mm e un'elevata densità per ottenere un buon effetto isolante. 

Marchio e servizio post-vendita: scegli marchi noti per garantire la qualità del prodotto e un'installazione e un servizio post-vendita affidabili.

Utilizzo e manutenzione 

Controllare regolarmente l'agente degasante sulla superficie superiore a specchio del tubo a vuoto. Se diventa bianco, significa che il grado di vuoto è diminuito e deve essere sostituito. 

Nelle zone in cui l'acqua è dura, è necessario pulire regolarmente il calcare nel serbatoio dell'acqua e nei tubi interni (ogni 2 o 3 anni). 

Se il tubo a vuoto non viene utilizzato per un lungo periodo durante l'estate, è possibile coprirlo parzialmente o riempirlo d'acqua per proteggerlo dalla luce solare diretta. 

Nelle notti invernali è possibile svuotare il serbatoio dell'acqua oppure attivare la funzione di conservazione del calore e antigelo (per i modelli con funzioni ausiliarie elettriche).

Conclusione

Gli scaldacqua solari a tubi sottovuoto sono una tecnologia affidabile e collaudata nel tempo. Hanno occupato una posizione di rilievo nel mercato globale dell'energia solare termica grazie alla loro ineguagliabile efficienza di raccolta del calore, all'eccellente resistenza al gelo e all'altissima efficienza economica. Sebbene vi siano alcuni aspetti che richiedono attenzione, la loro tecnologia avanzata, la manutenzione agevole e le prestazioni stabili li rendono ancora una scelta saggia per molte famiglie che desiderano un'acqua calda sanitaria ecologica. 

Sceglierlo significa optare per un metodo di risparmio energetico, verificato da milioni di utenti, efficiente e pratico. Nelle giornate di sole, lascia che raccolga una quota di calore per te, ti faccia risparmiare una parte delle spese e ti faccia crescere il verde.