Solare termico

Il rame è un materiale associato al risparmio energetico ed è impiegato dove è necessario ottenere un efficiente scambio di calore: pannelli radianti, scambiatori di calore, captatori per geotermia, sistemi per raffrescamento e riscaldamento, pompe di calore e,  naturalmente, collettori solari. Infatti presenta una conduttività termica di 390 W/(m*K), ben superiore ai 200 dell’alluminio, i 50 dell’acciaio e i 0,35 del PE-x.

Negli impianti solari, il tubo di rame è utilizzato per:

  • l’allacciamento del collettore al serbatoio di accumulo.
  • le serpentine interne al serbatio di accumulo;
  • i circuiti interni al collettore solare.

solar_thermal_da_dki_1.jpgL’utilizzo del rame è particolarmente indicato, viste le basse perdite di carico e la resistenza alle alte temperature ( fonde a 1083°C) e le dilatazioni termiche contenute.

Nel caso degli allacciamenti del collettore ai serbatoi di accumulo si può impiegare il tradizionale tubo a norma UNI EN 1057, ma con una coibentazione che, viste le condizioni di posa in opera, deve essere particolarmente  elevata. Infatti il fluido che esce dal collettore solare può raggiungere temperature molto elevate, ben superiori ai 100°C, e le dispersioni possibili di energia devono essere ridotte al minimo: per questo nelle installazioni si cura molto l’aspetto dell’isolamento. Sono disponibili in commercio tubi e addirittura fasci di tubi già pre-coibentati, disponibili in bobine. Essi consistono in uno o due tubi di rame accoppiati per il collegamento di andata e ritorno tra la serpentina dell’accumulo e il collettore; il tubo in uscita dal collettore (acqua “calda”) deve avere un rivestimento isolante supplementare. Un rivestimento esterno di materiale plastico, resistente all’azione di roditori e volatili, protegge l’isolante e può contenere il cavo necessario per i collegamenti tra i sensori e la centralina di controllo.

Il collettore

Il collettore deve convertire l’energia della radiazione solare in energia termica e per farlo ha bisogno di tubi e piastre che ottimizzino lo scambio termico. Il rame, con la sua altissima conduttività, è il materiale ideale per questi elementi.

solar_thermal_da_dki_2.jpgAll’interno del collettore ci sono una serie di tubazioni a geometria variabile (serpentina o griglia) nelle quali scorre il fluido termovettore; esse possono essere unite per brasatura ad una piastra captante, anch’essa di rame. Esistono altre tipologie di collettore, come quelli sottovuoto a flusso diretto e sottovuoto a “heat-pipe”, che prevedono entrambe l’uso del tubo in rame.

Oltre alla conduttività, il rame ha altre caratteristiche di fondamentale importanza per la fabbricazione del collettore:

  • disponibilità di laminati sottili, che riducono la massa da posizionare sul tetto;
  • la possibilità di trattamenti chimici superficiali di annerimento (non verniciature) perfettamente aderenti, duraturi e molto selettivi;
  • l’elevata resistenza meccanica e alle alte temperature dei tubi di rame, facilmente conformabili e giuntabili;
  • la possibilità di accoppiamento tra piastra e tubazione per mezzo di una semplice brasatura che rende possibile il contatto praticamente perfetto.
     

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L'articolo "La giunzione tubo/raccordo con la brasatura", pubblicato su GT n. 10-2005
22/10/2014