Collettore solare termico a tubi sottovuoto

ILcollettore solare termico a tubi sottovuotoè tra le tecnologie di riscaldamento solare più avanzate oggi disponibili. Combinando rivestimenti selettivi, isolamento sottovuoto e progettazione di precisione, questi sistemi raggiungonoelevata efficienza termicaanche in climi freddi o con basse radiazioni. Questo articolo esamina ilprogettazione ingegneristica, materiali, standard, requisiti operativi e quadro normativodi collettori a tubi sottovuoto, con spunti per ingegneri, esperti di sostenibilità e sviluppatori di progetti.

Principi di ingegneria

1. Raccolta e trasferimento del calore

• Tubo assorbitore:Rivestito con strati selettivi che massimizzano l'assorbimento riducendo al minimo l'emissione infrarossa.

• Isolamento sotto vuoto:Circondando l'assorbitore con il vuoto si riduce notevolmente la perdita di calore convettiva e conduttiva.

• Mezzo di trasferimento del calore:I tubi di calore o i sistemi a flusso diretto trasferiscono il calore raccolto a un circuito di fluido.

2. Efficienza termica

• L'efficienza varia spesso da65%–80%SottoISO 9806:2017condizioni di prova.

• Prestazioni superiori rispetto ai collettori piani nei climi più freddi grazie alla ridotta perdita di calore.

3. Dinamica dei fluidi

• È possibile utilizzare acqua, glicole o soluzioni ibride.

• Le configurazioni a circuito chiuso impediscono il congelamento e migliorano la durata.

Materiali e standard di progettazione

• Tubi di vetro:Vetro borosilicato conforme aEN 12975 e EN 12976standard.

• Rivestimenti selettivi:Solitamente nitruro di alluminio o ossido di rame, progettati per garantire durevolezza e stabilità termica.

• Tubi di calore:A base di rame con conduttività termica testata sottoASTM E1225.

• Collettori e involucri:Acciaio inossidabile o alluminio, riunioneSicurezza solare UL 1703requisiti.

Requisiti normativi e di sicurezza

• ISO 9806:2017– Test di prestazione termica e durata.

• ASHRAE 93-2010– Metodi di prova termica per i collettori.

• Certificazione European Solar Keymark– Garantisce la conformità alle direttive energetiche dell’UE.

• Norme edilizie locali– Integrazione strutturale e di sicurezza.

Considerazioni operative

• Angolo di installazione:L'inclinazione ottimale varia tra20°–45°, a seconda della latitudine.

• Manutenzione:Ispezione minima, principalmente di guarnizioni, collettori e fluidi antigelo.

• Adatto ai climi freddi:Ottima resistenza al gelo grazie all'isolamento sottovuoto.

• Durabilità:Durata prevista di15–25 annicon una corretta installazione.

Dati sulle prestazioni di esempio

Nei test controllati, unSistema di collettori sottovuoto a 20 tubiraggiunto un rendimento di850 W/m²in condizioni di cielo sereno, superando i sistemi a piastra piana15-20% di efficienza invernale.

Domande frequenti (FAQ)

D1: Cosa rende i collettori a tubi sottovuoto più efficienti?
Il loro isolamento sottovuoto riduce al minimo la dispersione di calore, rendendoli efficaci nei climi freddi o ventosi.

D2: Possono funzionare durante le giornate nuvolose?
Sì. I rivestimenti selettivi consentono un assorbimento efficiente anche in presenza di luce solare diffusa.

D3: Sono adatti per applicazioni industriali?
Sì. Sono ampiamente utilizzati insistemi di teleriscaldamento, riscaldamento di processo e raffreddamento solare.

D4: Quali certificazioni sono necessarie?
Conformità conIs 9806, Jan 12975 e Solar Keemer:è solitamente richiesto per progetti internazionali.