Un riscaldatore d’aria solare è un dispositivo termico solare che utilizza la luce solare per riscaldare direttamente l’aria. Invece di riscaldare l’acqua o il glicole, riscalda l’aria che vi passa attraverso.collettore d'aria solareE invia quell’aria calda in una stanza, in un condotto di ventilazione, in un serra, in un laboratorio o in una camera di essiccazione.

Per acquirenti, installatori e appaltatori di progetti, la domanda fondamentale non è solo “Produce calore?”, ma anche “È possibile distribuire l’aria riscaldata dove è necessaria?”. Il flusso d’aria, la pressione statica, le connessioni dei tubi, l’area del collettore, la direzione di installazione e i sistemi di riscaldamento di riserva influenzano tutti il risultato finale.

I riscaldatori d’aria a energia solare sono particolarmente adatti per il riscaldamento degli ambienti, il riscaldamento preventivo dell’aria di ventilazione, il riscaldamento delle serre e l’assistenza nel processo di essiccazione. Di solito non sono progettati per sostituire un sistema di riscaldamento completo, né rappresentano una soluzione efficace per la produzione di acqua calda domestica.

Che cos’è un riscaldatore d’aria solare?

Un riscaldatore d’aria solare, chiamato anche collettore solare d’aria, è un tipo di collettore termico solare che converte la radiazione solare in calore utile e lo trasferisce all’aria.

È diverso da tre sistemi comuni.

Un riscaldatore d’aria a energia solare è utile quando è necessario disporre immediatamente di aria calda: ad esempio, in un edificio che richiede l’ preriscaldamento dell’aria fresca, in un serra che necessita di un aumento della temperatura durante il giorno, o in una stanza per l’essiccazione che richiede un flusso d’aria calda.

È meno adatto quando il requisito principale è la disponibilità di acqua calda in modo continuo, il riscaldamento notturno senza sistemi di riserva, o il controllo rigoroso delle temperature e dell’umidità.

Come funziona un riscaldatore d’aria a energia solare?

Un riscaldatore d’aria a energia solare funziona attraverso un processo semplice di trasferimento di calore.

La luce solare passa attraverso la copertura trasparente o raggiunge la superficie assorbente. Quest’ultima cattura la radiazione solare e la converte in calore. L’aria scorre attraverso i canali interni o sulla superficie assorbente; quando entra in contatto con questa superficie riscaldata, assorbe il calore per via di convezione.

Un sistema di ventilazione alimentato da batterie solari, o un sistema di draft naturale, fa poi circolare l’aria calda nello spazio interessato. A seconda della progettazione del sistema, l’aria calda può essere inviata direttamente in una stanza, oppure collegata a un sistema di canali di distribuzione, a un sistema di aria fresca, a una serra o a una camera di essiccazione.

Principali tipi di riscaldatori d’aria a energia solare

Diversi riscaldatori d’aria a energia solare sono progettati per applicazioni specifiche. La scelta giusta dipende da requisiti come una temperatura di uscita più elevata, un flusso d’aria maggiore, una facilità di installazione o la possibilità di integrarsi con i sistemi di ventilazione.

In quali contesti vengono utilizzati i riscaldatori d’aria a energia solare?

I riscaldatori d’aria a energia solare sono particolarmente utili in applicazioni in cui l’aria calda può essere utilizzata direttamente. Sono particolarmente pratici quando la domanda di riscaldamento durante il giorno coincide con la disponibilità di luce solare.

Riscaldamento degli spazi residenziali e di piccoli edifici commerciali

Un riscaldatore d’aria a energia solare può fornire aria calda aggiuntiva per abitazioni, uffici, negozi, capanne, garage o piccoli edifici commerciali. Viene solitamente utilizzato durante le ore di luce. Nella maggior parte dei climi, dovrebbe essere abbinato a un sistema di riscaldamento principale o a una fonte di calore di riserva.

Riscaldamento per la ventilazione

L’aria fresca è necessaria in molti edifici, ma l’aria esterna può rappresentare un notevole carico termico in inverno. Un riscaldatore d’aria solare può preriscaldare l’aria in entrata prima che entri negli ambienti interni o nel sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria.

Questo è particolarmente utile per fabbriche, scuole, magazzini, laboratori, uffici, edifici agricoli, nonché per edifici con elevati tassi di ventilazione. Nei progetti di ventilazione, il flusso d’aria e la pressione statica sono più importanti dell’aspetto estetico dei pannelli utilizzati.

Riscaldamento degli ambienti chiusi

Le serra spesso necessitano di un sistema di riscaldamento durante il giorno, soprattutto nelle mattine fredde, durante l’inverno o nelle aree ad alta altitudine. Un riscaldatore d’aria solare può aiutare ad aumentare la temperatura dell’aria in entrata e ridurre il carico sul sistema di riscaldamento convenzionale. Dovrebbe essere considerato una fonte di riscaldamento ausiliaria, e non l’unica fonte di calore per le colture che richiedono un controllo rigoroso della temperatura.

Assistenza per l’asciugatura

I riscaldatori d’aria solari possono supportare i processi di essiccazione fornendo un flusso d’aria calda. Le applicazioni più comuni includono l’essiccazione di prodotti agricoli, erbe aromatiche, frutta, spezie, legname, nonché materiali che richiedono temperature di essiccazione basse. Nei progetti di essiccazione industriale, il riscaldatore d’aria solare deve essere selezionato come parte di un sistema completo per il trattamento dell’aria, e non come dispositivo autonomo.

Laboratori, magazzini ed edifici stagionali

Spazi ampi come officine, magazzini, garage e strutture utilizzate solo in determinate stagioni potrebbero non richiedere un controllo preciso della temperatura. Il riscaldamento dell’aria tramite sistemi solari può migliorare il comfort durante le ore di luce o aiutare a mantenere un livello di temperatura base, soprattutto quando l’edificio dispone di superfici murarie o tetto adatte, di sistemi di distribuzione dell’aria semplici e di un elevato fabbisogno di riscaldamento durante il giorno.

Quando un riscaldatore d’aria a energia solare rappresenta la soluzione ideale?

Per i progetti B2B, l’approccio migliore consiste nel valutare prima il tipo di impianto da utilizzare, il clima locale, le condizioni dei condotti, la quantità di flusso d’aria necessaria e l’obiettivo termico previsto, prima di decidere quante apparecchiature installare.

Specifiche principali da verificare prima dell’acquisto

Un riscaldatore d’aria a energia solare non è semplicemente un pannello solare: fa parte di un sistema di distribuzione dell’aria. Prima di scegliere un modello, gli acquirenti dovrebbero verificare le seguenti specifiche.

Area di raccolta e area dell’apertura

L’area di raccolta influisce sulla quantità di energia solare che l’unità è in grado di ricevere. L’area dell’apertura rappresenta la superficie effettiva utilizzata per la raccolta dell’energia solare. Quando si confrontano i prodotti, è importante verificare se il fornitore fornisca sia l’area totale che l’area dell’apertura.

Volume d’aria

Il volume d’aria determina la quantità di aria che può passare attraverso il collettore solare. Se il flusso d’aria è troppo basso, la trasmissione del calore potrebbe risultare limitata; se invece il flusso d’aria è troppo elevato, l’aumento della temperatura all’uscita potrebbe diminuire. A titolo di riferimento, il collettore solare Soletks AFPC prevede un volume d’aria consigliato di 150 m³/h per modulo.

Pressione Statica

La pressione statica è un fattore importante quando il collettore viene collegato ai condotti. Se il sistema non è in grado di superare la resistenza dei condotti, l’aria calda potrebbe non raggiungere efficacemente lo spazio destinatario. I dati tecnici del prodotto Soletks AFPC indicano una pressione statica di 100 Pa per il funzionamento in modalità monomodulo. Nel caso di collegamenti in serie di più moduli o di sistemi di condotti lunghi, la scelta del ventilatore deve essere adeguata in base alla perdita di pressione totale.

Dimensione della connessione

Le dimensioni delle connessioni dei tubi influenzano la compatibilità dell’installazione. Prima di effettuare l’ordine, gli installatori devono verificare se l’uscita del collettore corrisponde alle dimensioni locali dei tubi, o se sono necessari adattatori. L’AFPC utilizza dimensioni di connessione pari a Φ115/Φ125.

Connessione in serie

Per aree di riscaldamento più ampie, potrebbero essere necessari più collettori. Collegare i collettori in serie o in parallelo modifica la resistenza al flusso d’aria. Il sistema AFPC supporta la connessione di 2–6 unità in serie, ma durante la progettazione del sistema è necessario verificare sia la resistenza totale all’aria sia l’adeguamento del flusso d’aria. Quando più di 2 collettori vengono collegati in serie, la pressione statica del ventilatore deve superare i 300 Pa.

Indicazioni per l’installazione e l’inclinazione

I riscaldatori d’aria a energia solare devono essere installati in posizioni dove ricevono una forte luce solare. L’orientamento, l’angolo di inclinazione, le strutture di ombreggiamento, la tipologia del muro, lo stato del tetto e l’accesso per le manutenzioni influenzano tutti in modo significativo le prestazioni di questi dispositivi. In Europa, i progetti di riscaldamento degli ambienti in inverno tengono spesso conto degli angoli bassi di incidenza del sole e dei modelli di domanda stagionali. Nel Medio Oriente, le applicazioni più adatte includono aree ad alta altitudine, sistemi di riscaldamento invernale, impianti per riscaldare le serre o per facilitare il processo di essiccazione.

Riscaldatore d’aria solare vs Riscaldatore d’acqua solare

Sia il riscaldatore d’aria solare che il riscaldatore d’acqua solare utilizzano entrambi l’energia termica solare, ma risolvono problemi diversi.

Scegliete un riscaldatore d’aria solare quando il progetto richiede l’erogazione diretta di aria calda. Scegliete un riscaldatore d’acqua solare quando il progetto necessita di acqua calda per uso domestico o di energia termica immagazzinata in un serbatoio d’acqua.

Vantaggi e limitazioni dei riscaldatori d’aria a energia solare

Vantaggi

I riscaldatori d’aria a energia solare presentano numerosi vantaggi pratici: assenza di circuiti idrici, necessità ridotta di manutenzione legata al glicole, assenza di rischi di perdite di liquidi o di danni causati dal congelamento, erogazione diretta di aria calda, struttura relativamente semplice, idoneità all’installazione modulare, e utilità per scopi legati al riscaldamento degli ambienti, alla ventilazione, alle serre e al processo di essiccazione. Questi vantaggi sono particolarmente rilevanti in climi freddi o in progetti in cui è fondamentale la facilità di manutenzione.

Limitazioni

Anche i riscaldatori d’aria a energia solare presentano limiti evidenti: la potenza di riscaldamento dipende dalla luce solare; l’efficacia del riscaldamento è massima durante le ore diurne soleggiate; l’immagazzinamento termico risulta più difficile rispetto ai sistemi basati sull’acqua; l’aria trasporta meno calore rispetto all’acqua per unità di volume; la progettazione dei condotti influisce direttamente sulle prestazioni del sistema; spesso è necessario un sistema di riscaldamento di riserva; inoltre, tale sistema non fornisce acqua calda per uso domestico.

Come scegliere un produttore o un fornitore di collettori solari per l’acqua calda

Per i distributori, gli appaltatori EPC e gli installatori, scegliere il produttore o il fornitore giusto di collettori solari non dipende soltanto dal prezzo. Il fornitore deve aiutare a selezionare il collettore più adatto alle specifiche esigenze dell’applicazione.

Verificare se il fornitore fornisce schede tecniche complete.

Una scheda tecnica utile dovrebbe includere le dimensioni del prodotto, la superficie totale e quella dell’apertura, la portata d’aria, la pressione statica, le dimensioni delle connessioni, informazioni sull’efficienza, il metodo di installazione e i contesti di utilizzo consigliati. Schede tecniche incomplete o vaghe possono indicare una scarsa assistenza tecnica da parte del produttore.

Confermare il flusso d’aria, la pressione statica e le connessioni dei tubi.

Un riscaldatore d’aria solare deve fornire aria calda nello spazio interessato. Questo significa che il sistema di tubazioni è di fondamentale importanza. Prima di scegliere un fornitore, chiedete: il collettore solare può essere collegato al sistema di tubazioni previsto? La portata d’aria è sufficiente per lo spazio interessato? Il ventilatore è in grado di superare le resistenze presenti nelle tubazioni? Le dimensioni dei componenti del sistema sono compatibili con le esigenze del progetto? Il collettore solare è adatto all’installazione in un unico impianto o in più impianti?

Queste domande aiutano a evitare un problema comune: il raccoglitore di calore genera calore, ma l’aria calda non viene distribuita in modo efficace a causa delle resistenze presenti nei tubi di distribuzione, non prese in considerazione in fase di progettazione.

Chiedere se il sistema possa essere scalato.

Per una piccola stanza o un’installazione di prova, potrebbe essere sufficiente un solo raccoglitore d’aria; tuttavia, edifici più grandi richiederanno l’uso di più unità. Un produttore affidabile dovrebbe spiegare chiaramente come collegare i raccoglitori, come cambia il flusso d’aria con l’aggiunta di ulteriori moduli, e quando sia necessario ricalcolare la resistenza del sistema.

Per il…Collettore solare ad aria a piastra piatta AFPCLe linee guida tecniche del produttore indicano che è possibile collegare 2–6 unità in serie. Per gli array multi-moduli, si consiglia un flusso d’aria di 35–50 m³/h per metro quadrato di superficie dei collettori; inoltre, la resistenza termica del ventilatore deve essere di almeno 150°C sul lato di scarico, o di 70°C se installato sul lato di ingresso.

Corrispondi il prodotto all’applicazione adatta.

Diverse applicazioni richiedono configurazioni diverse. Il riscaldamento degli ambienti residenziali potrebbe richiedere sistemi compatti e facili da gestire. Il riscaldamento commerciale, invece, potrebbe necessitare di un’integrazione più efficace dei tubi di distribuzione dell’aria calda. Nel caso del riscaldamento delle serre, l’obiettivo principale è garantire un corretto flusso d’aria e un’adeguata regolazione della temperatura durante il giorno. Per i processi di essiccazione, è fondamentale disporre di un flusso d’aria stabile e di un design efficace della camera di essiccazione.

Il fornitore non dovrebbe consigliare un modello in base esclusivamente alla superficie della stanza. È necessario prendere in considerazione contemporaneamente la posizione del progetto, il tipo di edificio, gli obiettivi legati al riscaldamento, il percorso del flusso d’aria e le condizioni di installazione.

Considerare il supporto OEM/ODM per i mercati di distribuzione.

Per i distributori e i partner regionali, il supporto fornito dai produttori originali o dai fornitori di componenti su commissione può rivelarsi di fondamentale importanza quando si tratta di adattare i riscaldatori d’aria solari alle esigenze specifiche dei mercati locali, in termini di branding, imballaggio, presentazione del prodotto, documentazione per l’installazione e posizionamento sul mercato. Se avete intenzione di vendere questi dispositivi in Europa, nel Medio Oriente o in altri mercati regionali, verificate se il produttore sia in grado di fornire soluzioni personalizzate per la presentazione del prodotto e modelli di collaborazione efficaci per le attività di distribuzione.

Domande frequenti

Conclusione

Un riscaldatore d’aria solare rappresenta una soluzione termica solare pratica quando il progetto richiede aria calda per il riscaldamento degli ambienti, il riscaldamento preventivo dell’aria di ventilazione, il riscaldamento delle serre o l’assistenza nel processo di essiccazione. È semplice da utilizzare, richiede poche manutenzioni e non presenta rischi legati al congelamento o alle perdite di liquidi; tuttavia, la sua scelta deve essere basata su fattori come il flusso d’aria, la pressione statica, le condizioni di connessione dei tubi, le condizioni di installazione e i requisiti relativi al riscaldamento di riserva.

Per i distributori, gli appaltatori EPC e gli installatori, il miglior punto di partenza non consiste semplicemente nel scegliere la dimensione del collettore, ma nel comprendere appieno i dettagli del progetto: la posizione, il tipo di edificio, l’obiettivo termico da raggiungere, il percorso di distribuzione dell’aria e le condizioni di installazione.