Discussione: Alternativa al pannello ad aria calda

Buongiorno a tutti,sono nuovissimo del forum,mi chiamo Andrea e sono di Genova.Leggendo questo forum ho scoperto l'esistenza dei pannelli solari a ricircolo di aria calda,praticamente sconosciuti ai più.Trovo che siano l'uovo di Colombo in campo solare e,vista l'estrema semplicità di funzionamento nonchè di realizzazione ed installazione,mi hanno subito appassionato spingendomi a documentarmi sia riguardo i prodotti commercializzati sia circa un'eventuale realizzazione "faidate".Ho notato che molti,sia produttori che privati,utilizzano,come captatore sotto al vetro all'interno del pannello,un foglio di feltro nero in vece della lamiera verniciata e questo mi spinge ad una riflessione:se questo foglio di feltro nero lo appendo direttamente subito dietro le vetrocamere delle porte finestre rivolte a sud non ottengo lo stesso risultato senza dover costruire il pannello?Il feltro non si scalderebbe comunque innescando la convezione dell'aria all'interno della stanza a mò di termosifone solare?Perdonate la mia eventuale ingenuità in materia ma come si dice"domandare è lecito".

Se hai vetri singoli sì... se hai vetrocamere selettive no, perchè filtrano i raggi di sole. Il principio è valido, l'unico problema restano le mogli.

Caro Andrea,
il feltro, notoriamente, è un materiale isolante, quindi non è proprio adatto per realizzare un collettore ad aria.
Come sicuramente avrai capito, i collettori solari termici sfruttano tutti l'effetto serra, ciò che fa la differenza è quello che c'è dentro.
Generalmente, perlando di collettori ad aria, all'interno c'è un corpo che assorbe la radiazione solare e la trasforma in calore, generalmente un corpo nero di varie fattezze.
La "guerra" si gioca sulla velocità di scambio termico, ovvero la capacità di catturare velocemente la radiazione e di cederla il più velocemente possibile al fluido vettore, in questo caso, l'aria.

Ciao.

Ci avevo già pensato a mettere delle tende nere alle finestre, ma poi, riflettendoci, ho capito che è una boiata. Una finestra attraversata dal sole, vista dall'esterno, si comporta automaticamente come un "corpo" assorbente. Questo perché la luce che entra nella stanza vi resta in gran parte "intrappolata" per via di riflessioni, diffusioni e assorbimenti multipli, che alla fine trasformano efficacemente quasi tutta la luce in calore. La frazione dell'energia luminosa entrante che potrà uscire direttamente indietro dalla finestra è, nel caso di una semplice apertura senza vetro, pari al rapporto tra l'area dell'apertura e l'area totale della stanza (pareti+soffitto+pavimento) x l'albedo, ovvero la riflettanza media delle superfici della stanza. Non ci vuole molto a capire che il miglior "pannello solare ad aria" per questa finalità, è una finestra senza vetri !
Nel caso del vetrocamera ci sono 4 superfici di separazione vetro-aria, su ciascuna delle quali si riflette circa il 4% della luce (il coefficiente di riflessione per incidenza normale alla superficie di separazione è pari al rapporto tra il quadrato della differenza e il quadrato della somma degli indici di rifrazione dei due materiali, in questo caso vetro con n=1,5 e aria con n=1) per una perdita totale del 20% circa.

Originariamente inviata da eribird

Non ci vuole molto a capire che il miglior "pannello solare ad aria" per questa finalità, è una finestra senza vetri !

Una finestra senza vetri non è il miglio pannello solare perchè il calore "catturato" viene disperso con l'aria calda. E' il principio della serra: devi limitare le perdite convettive in primis.

Buongiorno a tutti,innanzitutto ringrazio per le risposte ma devo confessare la mia ottusità ammettendo che non ho capito granchè della spiegazione "tecnica" di eribird.Perdonatemi se insisto,ma alla luce del chiarimento di claudiomenegatti riguardo il materiale captatore dell'energia solare e volendo "ostinatamente" proseguire nel mio esperimento ho pensato di cassare il feltro o tenda nera utilizzando invece delle veneziane di lamierino d'alluminio(quelle che si trovano da IKEA per intenderci)opportunamente verniciate di nero dal lato rivolto verso l'esterno le quali dovrebbero agevolmente captare il calore solare nonchè ricederlo rapidamente all'ambiente.Sono consapevole del fatto che sicuramente non avranno una resa termica paragonabile ad un collettore solare chiuso a generare "l'effetto serra"ma se faccio il confronto diretto con i costi e soprattutto lo sbattimento nella realizzazione penso che valga comunque la pena tentare.Ringrazio anticipatamente per gli eventuali ulteriori commenti.

Originariamente inviata da AndreaGe

...utilizzando invece delle veneziane di lamierino d'alluminio(quelle che si trovano da IKEA per intenderci)opportunamente verniciate di nero dal lato rivolto verso l'esterno le quali dovrebbero agevolmente captare il calore solare nonchè ricederlo rapidamente all'ambiente.

Anch'io avevo avuto quest'idea, ma non l'ho mai realizzata causa di forza maggiore (leggi MOGLIE). Tienici aggiornati.

Caro Andrea,
il lamierino potrebbe anche andare bene, nela configurazione che indichi non ottieni una convezione che scalda aria ma un riscaldamento per irraggiamento.
Dovresti racchiudere le veneziane in una struttura tubolare, tipo vetrocamera, ed aperta sopra e sotto.
C'è già qualcuno, che realizza queste veneziane nelle vetrocamere, con addirittura il motorino che ne cambia l'inclinazione.
I miei primi studi con l'utilizzo della mia superficie assorbente, prevedevano l'impiego in tende verticali a sezione tubolare, da un lato trasparenti per catturare la radiazione solare, dall'altro opache per funzionare sia da sistema di ombreggiamento regolabile che da sistema radiante e convettivo.

Mettere tende scure vicino alle finestre quando c'è il sole crea molta più dispersione di calore verso l'esterno che non mettere nulla. La ragione è che le tende scaldano e disperdono calore, oltre che per convezione con l'aria, anche per irraggiamento, e poiché si trovano vicino alla finestra, scaldano anche il vetro della finestra, che a sua volta disperde verso l'esterno.
Fidatevi, la cosa migliore è lasciar penetrare la luce del sole, in modo che scaldi uniformemente e naturalmente (e gratuitamente) l'ambiente interno, evitando concentrazioni (e dispersioni) di calore vicino alle finestre.
I pannelli ad aria calda hanno senso solo se messi fuori, sulle pareti esterne o sui tetti.

io ho costruito due pannelli ad aria calda uno do 4 mq. e uno da 8,5 mq. e scaldo il negozio , anche con temperature basse all'esterno l'importane e il sole
con 2 gradi esterni entravano 34,8 allinterno

Complimenti Alvio,
dai, posta qualche foto ... quanti metri quadri è il tuo negozio?

Alvio, ci spieghi come li hai realizzati ? Vetrocamera, vetro semplice... ?
Già che siamo in tema, volevo sottoporvi un'idea che mi è venuta per ridurre le dispersioni di calore nei pannelli ad aria calda. Date le modeste temperature a cui "lavorano" questi pannelli, le dispersioni per irraggiamento saranno modeste, ma sicuramente quelle per convezione tra la superficie scura captante e la copertura trasparente, dato che l'aria ci circola dentro, non saranno certo trascurabili se fuori ci sono ad es. 2° e dentro ce ne sono 35.
Vi spiego la mia idea.
Dato che la convezione tende a far risalire l'aria calda, il problema è che il "vetro" (potrebbe anche essere altro materiale trasparente) viene inevitabilmente lambito dall'aria calda perché si trova in alto.
Ma se noi invece mettessimo un riflettore in modo che la parte trasparente del pannello sia rivolta verso il basso e riceva la luce del sole dal basso anziché dall'alto ?

In questo modo l'aria che si scalda a contatto con la superficie captante resterebbe "schiacciata" contro di essa galleggiando sull'aria più fredda sottostante.

Naturalmente usando un riflettore si può anche immaginare un sistema a concentrazione, dove la superficie captante e disperdente sia più piccola rispetto al fascio di luce entrante, a tutto vantaggio dell'efficienza di conversione.

il mio negozio e 20 x 6 x 3 di altezza per le foto devo imparare come si inseriscono sono un novello ancora in materia ma ci provero

Caro Eribird,
io ci lavoro un pochettino, con i collettori ad aria, di prove ne ho fatte parecchie e alla fine, la soluzione migliore, pare proprio quella dell'installazione a parete.
Questo per diversi motivi, i collettori ad aria servono principalmente per il riscaldamento invernale e in quel periodo l'incidenza del sole è bassa e la posizione verticale consente di sfruttarla al meglio.
L'isolamento termico serve a poco, almeno per quanto riguarda i miei collettori, il calore si genera intorno ala superficie assorbente e lambisce poco le pareti, questi, ovviamente, deve essere portato fuori il più presto possibile, dentro il collettore non serve a nulla.

Per Alvio ... le proporzioni sono giuste, dai facci vedere le foto, che siamo curiosi.

Claudio

Perfetto, claudio, ci pensavo proprio oggi che è stata una bella giornata di sole, misurando la temperatura delle persiane col sole basso sull'orizzonte, erano intorno ai 50° (sono marrone scuro), basterebbe inclinare di pochi gradi i collettori ad aria verso il basso per garantire l'aderenza dello strato convettivo al materiale captante.
Premesso che già in posizione verticale ci dovrebbe essere uno strato convettivo relativamente sottile, se hai un po' di tempo potresti fare una prova per vedere di quanto cambia l'efficienza inclinandoli leggermente verso l'alto e leggermente verso il basso rispetto alla verticale ?

Caro Eribird,
la superficie assorbente dei miei collettori è molto particolare, non è piana ed è praticamente sempre esposta all'incidenza del sole, bassa o alta che sia.

Un saluto a tutti
Claudio proverò ad inserire le foto.
Quello che ai scritto e giusto bisogna portare via subito il caldo dal pannello, io infatti o sistemato il ventilatore assiale a due velocità in base alla temperatura
Ho inserito 3 immagini come allegato spero di esserci riuscito

Complimenti Alvio, stai facendo un ottimo lavoro!

Ciao Alvio,
complimenti per l'opera, peccato per quella casa che ti fa ombra.
Ti allego una foto di una installazione fatta su misura con i nostri collettori, quello che vedi è da 4 m2, diviso in due parti per meglio assemblarlo in opera.
Ha un ingresso e due uscite, per asservire due ambienti, le aperture si vedono nel retro (parte scura).
Il peso complessivo è di 32 kg.

Una curiosità: la copertura com'è fatta, policarbonato alveolare ?

Un saluto a tutti
Ciao Claudio
Si purtoppo o un palazzo di fianco a est e un albero ad ovest comunque riesco a sfuttare le ore in cui io sono in negozio e per me e sufficente , le ore di sole che uso sono ciera 6 -- dalle 9 alle 15 .
Il pannello piccolo e in lamiera preverniciata 7/10 da grondaia poi annerita , mentre il grande e di alluminio 6/10 verniciata a polvere.
Nel piccolo o lasciato 7,5 cm dietro la lamiera, e 2,5 parte vetro
Nel grande o lasciato 15 cm dietro la lamiera, e 3 cm parte vetro
Il vetro e un 3+3 con rinforzo antiruttura (per la sicurezza ) .
Per i ventilatori o usato roba di recupero -- pinguino deloghi e termoventilatore galetti assiali.

Per Eribird, si, utilizzo policarbonato alveolare, ha caratteristiche migliori del vetro, è più leggero, più isolante e sicuro.
I collettori vengono spesso installati ad altezza uomo, quindi devono essere sicuri nel caso di urti accidentali.
Alvio, immagino che il tutto sia stato abbastanza impegnativo da installare, per via del peso, che non mi sembra indifferente.
Una domanda, sfrutti il calore prodotto da tutte e due le facciate o da una sola?
Dalle foto non riesco a capire se l'aria circola sia sopra che sotto.
Ciao

Grazie, claudio per le delucidazioni, approfitto per farti un'altra domanda. Visto che, per quanto mi sembra di aver capito, la circolazione d'aria è forzata, come vanno posizionati i flussi di mandata e di ritorno aria nel locale ? Si manda l'aria calda dal basso, stile fancoil, o si posiziona una specie di unità interna split di pompa di calore in alto che soffia aria in diagonale verso il basso ? Riguardo al policarbonato, utilizzi qualche tipo speciale pre uso esterno protetto per i raggi UV ? Qualche settimana fa stavo studiando un sistema per raffreddare ad acqua un pannello fotovoltaico dalla superficie superiore e cercavo un materiale a basso indice di rifrazione per minimizzare le riflessioni, mi sono poi scontrato con le problematiche relative alla resistenza delle plastiche agli ultravioletti, e ho scoperto che i polimeri fluorurati (parenti del teflon) hanno sia basso indice di rifrazione (molto vicino a quello dell'acqua), sia notevole resistenza agli UV e in realtà sono anche utilizzati per chiudere certi pannelli FV al posto del vetro, il problema è che costano un botto, decine di Euro al metro quadro per spessori dell'ordine del decimo di millimetro.

Caro eribird,
dovendo effetttuare fori di diametro contenuto, per non snaturare le pareti, come sicuramente intuirai, è necessario utilizzare ventole per muovere l'aria.
Il montaggio ideale dei nostri collettori deve prevedere l'uscita dell'aria calda nella parte inferiore, questo per limitare il fenomeno della stratificazione e rendere il calore dove effettivamente serve, ad una trentina di cm dal pavimento.
Il policarbonato che utilizzo io è quello migliore in commercio, prodotto da Sabic, dotato di doppio schermo per i raggi UV e di particolare trasparenza.
La ditta produttrice lo garantisce 10 anni contro l'ingiallimento.
Il filtro UV è particolarmente efficace, ho avuto modo di testarlo negli essiccatori che produco e i prodotti trattati mantengono molto bene i loro colori.
Acqua e policarbonato ... alcuni anni fa ho fatto dei test per realizzare un collettore ad acqua, dopo i primi test ho interpellato il centro di ricerca della Sabic che mi ha assicurato che l'acqua calda degrada molto velocemente il policarbonato.
Ovviamente ho lasciato perdere tutto.
Ho visto, in rete, un tipo che ha brevettato un collettore in policarbonato alveolare con una parete nera, fa circolare l'acqua all'interno delle canalizzazioni, come avevo intenzione di fare io, con la sola differenza che io volevo utilizzare fluido pigmentato.
Ho letto che ha intenzione di utilizzarlo nei paesi in via di sviluppo, leggi "Africa", quindi con temperature ancora più alte.
Non voglio immaginare i problemi di tenuta delle giunzioni e la breve vita che avrà il policarbonato.
L'africa è un paese strano, ci sono problemi che noi non immaginiamo nemmeno lontanamente.
Qualche anno fa ho spedito un essiccatorino solare di legno in Somalia, funzionava benissimo, prima che se lo mangiassero completamente le tarme.
In quei paesi i collettori per l'acqua servono a poco, si utilizzano grandi cisterne di plastica nera, accumulano una buona quantità di calore e sono più economici.

Infatti, anch'io avevo letto che l'acqua calda fa a pugni col policarbonato. E poi se si vogliono minimizzare le riflessioni ci vuole un materiale che oltre ad essere resistente all'acqua abbia un indice di rifrazione basso. come dicevo, i fluoropolimeri sarebbero il candidato ideale, ma costano cari, questo viene quasi 30 € al metro quadro per 25 micron di spessore !

Tefzel Film


Se si vuole restare coi piedi per terra ed usare materiali meno "spaziali" come il policarbonato, probabilmente la via da percorrere è usare un fluido diverso dall'acqua e più compatibile con i polimeri, che so, olio di motore usato ?

Mi scuso per l'off topic.