Pannelli ad aria autofabbricati

[Archangel]

Vorrei costruirmi dei pannelli solari piani ad aria per mantenere un minimo di calore in una casa di montagna lasciata deserta per lunghi periodi.

Una soluzione semplice sarebbe un pannello solare verticale addossato a una delle pareti a sud, formato da:
- un vetro spesso 3-4 mm
- un'intercapedine riempita con strisce orizzontali di lamierino per impedire le perdite di calore per convezione
(lamierino lucido e inclinato di 25° verso l'alto per non schermare i raggi solari d'inverno, mantre li schermerebbe d'estate)
- una lamiera di acciaio ossidata o verniciata di nero opaco
- uno spazio posteriore fra pannello e muro, dove passerebbe l'aria che si riscalda, circolando a termosifone)
- il muro stesso fungerebbe da accumulatore di calore, assorbendo parte del calore dell'aria riscaldata e restituendolo in assenza di sole.
- l'aria circolante arriverebbe da un'apertura in basso nel muro, venendo dall'ambiente interno
- d'inverno l'aria rientrerebbe nell'ambiente da un'altra apertura in alto
- d'estate l'aria riscaldata dal pannello uscirebbe da un'apertura in alto verso l'esterno, contribuendo a ventilare l'ambiente. Tener presente che le strisce di lamierino poste davanti al pannello impedirebbero al sole di arrivarci

Il muro resterebbe un po' caldo anche d'estate, ma in una casa di montagna penso che non darebbe fastidio.
In assenza di sole la lamiera annerita si raffredda e tende a creare una circolazione inversa; basta mettere sulle due aperture degli sportelli a clapetta che si aprono solo se l'aria circola nel senso giusto: verso l'interno quello sopra, verso l'esterno quello sotto.

Mi pare ancora più semplice ed economico della soluzione precedente.
Resta l'incognita della grandezza del pannello e delle aperture nel muro. Più grandi sono meglio è, ma c'è il fattore dato dalle proteste della moglie a vedere far buchi nel muro...

Che ne dite ?



Edited by claudiomenegatti - 15/1/2006, 22:03

[claudiomenegatti]

Caro Archangel,
qualche soluzione per salvare capra e cavoli si può trovare.
Prima di tutto io sarei del parere di sfruttare al massimo la radiazione solare, sia d'inverno che d'estate, quindi niente lamierini schermanti.
La convezione d'aria va sfruttata tutta, sia per riscaldare che per raffrescare.
Bucare le pareti è sempre un'operazione traumatica, noi stiamo pensando di integrare i pannelli negli sportelloni delle finestre, montaggio immediato e senza fori nelle pareti.

Ciao.

Edited by claudiomenegatti - 15/1/2006, 22:12

[Archangel]

CITAZIONE (claudiomenegatti @ 15/1/2006, 22:10)

Prima di tutto io sarei del parere di sfruttare al massimo la radiazione solare, sia d'inverno che d'estate, quindi niente lamierini schermanti.
La convezione d'aria va sfruttata tutta, sia per riscaldare che per raffrescare.

Veramente io pensavo di far passare l'aria da riscaldare SUL RETRO della piastra dove batte il sole. L'aria che passasse davanti, fra il vetro e la piastra, farebbe disperdere calore per convezione.
E se l'aria passa dietro, diventa possibile mettere qualcosa fra la piastra e il vetro per impedire i moti convettivi. Quelle strisce di lamierino di cui parlavo erano solo un'idea, comunque inclinandoli di 20-25° sull'orizzontale non schermerebbero il sole d'inverno, quando serve, ma d'estate quando scalderebbe inutilmente il muro.

Edited by Archangel - 16/1/2006, 09:19

[claudiomenegatti]

Caro Archangel,
un collettore ad aria deve essere il miglior dissipatore di calore che tu riesca a concepire, l'aria deve lambire la piastra assorbente con la maggiore efficienza possibile e possibilmente in tutte le sue parti.
La dispersione che puoi avere è, sopratutto, per irraggiamento, si può limitare ma non eliminare completamente.
La soluzione che ho trovato per limitare il fenomeno è quella di mantenere la piastra il più fredda possibile.
Può sembrare una contraddizione, ma in realtà si scalda molta più aria a temperatura più bassa.
Avere 1 m3 di aria/ora a 80 °C non mi serva a molto ma se ne ho 40 a 35 °C è molto più produttivo.
Anche scaldare il muro retrostante non serve a granchè, meglio sfruttare tutto il calore all'interno del collettore.

[Archangel]

CITAZIONE (claudiomenegatti @ 16/1/2006, 09:41)

La soluzione che ho trovato per limitare il fenomeno è quella di mantenere la piastra il più fredda possibile.
Può sembrare una contraddizione, ma in realtà si scalda molta più aria a temperatura più bassa.
Avere 1 m3 di aria/ora a 80 °C non mi serva a molto ma se ne ho 40 a 35 °C è molto più produttivo.

Sono d'accordo, mandando più aria sulla piastra si mantiene sia la piastra sia l'aria più fredde, e si raccoglie un po' più di calore perchè una piastra fredda disperde meno calore per convezione e irraggiamento. Una volta detratte le perdite, tutto il calore solare incidente finisce nell'aria che passa e la quantità di calore raccolta dipende poco dalla portata dell'aria.
Basta dosare la portata d'aria in modo che esca a 30-35 gradi, se no finisce per creare una sensazione di freddo.

[claudiomenegatti]

Caro Archange, esatto!
Proprio quello che fanno i miei pannelli.

Ciao.

Edited by claudiomenegatti - 19/1/2006, 11:46

[Archangel]

Ok. Mi rimane però il dubbio sulla convenienza di mandare l'aria, oltre che sul restro, anche sulla faccia anteriore della piastra collettore. Perchè da un lato contribuisce a mantenere fredda la piastra e quindi a ridurre le perdite di calore, dall'altro fa però aumentare le perdite di calore per convezione fra la piastra e il vetro antistante.
Ma se si deve scaldare l'aria da 20 a 30° (per fare un esempio), la quantità d'aria da far passare è definita, e poco importa se farla passare tutta sul retro o su entrambi i lati della piastra. In fondo la piastra è di metallo, con alto coefficiente di trasmissione del calore, e anche facendo passare l'aria su un lato solo la differerenza di temperatura fra le due facce sarebbe minima, quindi la temperatura della piastra e la perdita di calore per irraggiamento resterebbe la stessa.
Io deciderei di far passare l'aria su un lato solo, il posteriore, cercando invece di ridurre al minimo le perdite di calore dal lato anteriore.

Mi pare di aver capito che tu sul davanti ci metti della paglietta metallica, che allo stesso tempo assorbe il calore del sole e crea resistenza ai moto convettivi. L'idea è buona, ma mi pare che così i raggi solari si fermano in parte nel primo starto di paglietta vicino al vetro di copertura; si avrebbe cioè un gradiente di temperatura nello strato di paglietta che annullerebbe in parte i vantaggi.
Io preferirei lasciare liberi i raggi solari di arrivare sul collettore, cercando invece di smorzare i moti convettivi dell'aria con divisori orientati nel senso dei raggi solari. In alternativa aggiungerei dei fogli trasparenti di politene distanziati fra loro, o riempirei lo spazio fra il vetro e il collettore con palline di plastica trasparenti, che lascerebbero passare il sole ma fermerebbero l'aria di convezione (questa soluzione è più dubbia perchè ci sarebbe il rischio che a contatto con la piastra calda, specie in riposo, la plastica possa fondere, anche se non sarebbe un grosso male)

[claudiomenegatti]

Cari Archange,
dentro il mio sistema succedono delle cose un po' più complesse, prima di tutto la piastra captante assume la stessa temperatura della paglietta, quindi ambedue agiscono da scambiatore.
La piastra captante ha, inoltre, il compito di riflettere l'infrarosso nella parte interna della paglietta.
Il segreto del giochino sta tutto nel dimensionamento.

Ciao.

[albertoclb]

Pannello autocostruito in fase di posa

In questi giorni mentre coibento il tetto monto un pannello ad aria autocostruito integrato nella copertura.
In pratica sfrutto come base la lamiera grecata coibentata da 8omm di schiuma PU e 5/10 di lamiera, sulla costa delle greche pongo dei distanziali da 30 mm e sopra fisso con del silicone un vetro basso emissivo di sicurezza 5+5.
In pratica sul tetto ricavo un'intercapedine tra vetro e lamiera da70mm,inclinata a 30° (sarebbe meglio 60 ma devo seguire la falda)aperta in basso dove è posto un filtro (sostituibile e rimovibile per un eventuale ingresso sonda per lavare l'intercapedine). La lastra è di 7 mt. di altezza x 1,30 di larghezza. In alto ho una bocca di aspirazione da 100 collegata ad un PLC che in base al dT. tra la sonda PT1000 sul lato sup. del pannello e quella interna all' abitazione attiva una ventola da incasso in condotta da 400 mq/h.
Leggo dalle vostre esperienze che avete prestato particolare cura all' assorbitore (pagliette e vernici con polveri metalli), io non mi sono preoccupato di questo aspetto in quanto pensavo che il vetro basso emissivo facesse da effetto trappola per l'infrarosso. Secondo la vostra esperienza dovrei riconsiderare anch'io questo aspetto? La prossima settimana (se scioglie la neve) devo posare il vetro, fino a quel momento sono ancora in tempo per ricoprire l'assorbitore.
Per la ventola avrei preferito modulare la portata ma non ho trovato, a prezzi accessibili, ventole con range di funzionamento fino a 80 ° in CC con adeguata prevalenza (devo far scendere l'aria calda dt40° di 3 mt!), se qualcuno mi sa indicare dove trovarle gliene sarei grato.
Ciao e grazie