Le caldaie integrate ai pannelli solari termici sono le caldaie o scaldacqua che possono, attraverso un opportuno termoregolatore, essere installate in integrazione con un impianto solare termico.
Si possono integrareal solare termico caldaie e boiler scalda-acqua di diversa tecnologia, dalle tradizionali a quelle a condensazione o a pompa di calore.
Le caldaie a pompa di calore sono più ecologiche, di recente produzione e caratterizzate da alti rendimenti, efficienza e versatilità. Sono disponibili monoblocco o split con unità esterna ed installabili a muro, parete o pavimento, adattabili ad ogni esigenza di uso residenziale o commerciale, con diverso taglio di capacità (da 80 a 300 litri).
Possono essere utilizzate sia in nuovi che vecchi edifici ed in particolare rappresentano una valida integrazione ai pannelli solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS) o per il riscaldamento.
La combinazione tra impianto solare termico e caldaia riduce il consumo di energia degli impianti senza rinunciare al comfort, grazie a un sistema per l’ottimizzazione della energia solare, permette un ulteriore risparmio facendo lavorare in team l’impianto solare e la caldaia così da assicurare lo stesso comfort in qualsiasi condizione climatica.
Principio di Funzionamento: Termoregolazione
Il principio su cui si basa l’integrazione pannelli solari/caldaia è quello della termoregolazione sia per la produzione di acqua calda sanitaria e anche per il riscaldamento. La termoregolazione consiste in un modulo intelligente elettronico che è in grado di gestire il funzionamento combinato della caldaia integrata e dei collettori solari, registrando se deve intervenire il pannello solare a scaldare l’acqua calda sanitaria perchè è giorno ed è una giornata soleggiata o se serve invece mettere in funzione la caldaia integrata per avere in qualsiasi momento della giornata acqua calda disponibile con il massimo risparmio energetico ed economico.
Si esaminano di seguito, a titolo di esempio, due casistiche tipo.
1) Caso di ottimizzazione solare attiva per la produzione di acqua calda sanitaria
A. Appena il sistema solare + caldaia entra in funzione, la termoregolazione registra l’energia solare disponibile ad ogni singolo istante. Se il sole splende, il sistema registra l’aumento dell’energia disponibile sui collettori dei pannelli solari, e tramite un algoritmo lo confronta con i valori registrati precedentemente e il potenziale apporto di energia solare disponibile perla produzione di acqua calda sanitaria (tramite bollitore solare).
B. La termoregolazione calcola se l’energia disponibile è sufficiente per scaldare l’acqua calda sanitaria senza l’intervento della caldaia. In questo caso, la temperatura di set-point impostata nel bollitore non sarà piu di 60 °C, ma automaticamente verrà reimpostata ad un valore predefinito e inferiore pari a 45 °C.
C. Se ci sarà richiesta di acqua calda sanitaria per il bagno o la doccia, la caldaia non entrerà in funzione per ripristinare la temperatura di 60 °C nel bollitore, avendo calcolato una temperatura di comfort inferiore, uguale a 45 °C. Questo funzionamento regolato in modo intelligente ed automatico, permette il massimo sfruttamento dell’energia solare sufficiente a mantenere il bollitore ad una temperatura di comfort, riducendo i consumi di gas o di altra energia in base al tipo di caldaia.
Con questa termoregolazione dell’impianto solare termico + caldaia integrata al solare termico si ottiene un risparmio energetico supplementare per la produzione di acqua calda sanitaria fino al 15 %.
2) Caso di ottimizzazione solare passiva per il riscaldamento
A. Caso di una giornata d’ autunno fresca e nuvolosa con una temperatura esterna 5 °C sul lato nord (dove e posizionata la sonda esterna). Il riscaldamento a bassa temperatura sta lavorando ad una temperatura di circa 40 °C per avere un comfort di 20 °C nella stanza.
B. Appena qualche raggio solare scalda i collettori dell’impianto solare termico, il blocco elettronico di termoregolazione rileva l’energia solare disponibile e tramite un algoritmo stima e calcola la probabilità che l’energia solare che entra dalle finestre del lato sud (parte più esposta al sole) sia sufficiente a scaldare la stanza.
C. Se l’energia solare risulta sufficiente, in automatico la termoregolazione abbassa la curva di riscaldamento, calcolando una temperatura necessaria inferiore, ad esempio 35 °C, riducendola di 5 °C; in questo modo il comfort ambientale rimane stabile a circa 20 °C. L’unità di controllo intelligente della termoregolazione farà in modo di ottimizzare l’energia solare permettendo anche un ulteriore risparmio di gas della caldaia a gas o di consumo della caldaia integrata di altra tipologia, ad esempio di caldaia a pompa di calore.
Si otterrà così, anche in una giornata autunnale e fresca un risparmio energetico supplementare per il riscaldamento fino al 5%.
