ARCHIVIO COLLETTORI SOLARI TERMICI

Caratteristiche generali

Modello: descrizione qualitativa del collettore;

Fornitore: tramite menu a tendina è possibile associare l'indicazione dell'azienda produttrice; essa può essere desunta o creata ex novo all'interno dell' "Archivio Persone" richiamabile mediante il tasto "Edita"

Tipo di collettore solare : occorre scegliere tra 1) Collettore Piano o 2) Collettore a tubi sotto vuoto .

Caratteristiche dimensionali

Lunghezza lorda [m] : occorre inserire la lunghezza lorda del singolo collettore

Larghezza lorda [m] : occorre inserire la larghezza lorda del singolo collettore

Area di apertura o netta del pannello [m²] : occorre inserire l'area di apertura (o area di captazione netta ) del singolo collettore.

Parametri per la determinazione della resa

Nel seguito descriviamo solo i parametri espressamente richiamati dal calcolo energetico secondo UNI/TS 11300-4:2012.

Eta₀ : rendimento del collettore a perdite nulle (riferito all'area di apertura). In assenza di valori dichiarati dal produttore, è possibile avvalersi dei parametri suggeriti dalla norma nell'ambito del prospetto C.2.

k ₁ (W/m²K) : equivale al coefficiente a₁ di perdita globale del collettore solare del primo ordine in accordo con la UNI EN 12975-2 (riferito all'area di apertura). In assenza di valori dichiarati dal produttore, è possibile avvalersi dei parametri suggeriti dalla norma nell'ambito del prospetto C.2.

k₂ (W/m²K²) : equivale al coefficiente a₂ di perdita globale del collettore solare del secondo ordine in accordo con la UNI EN 12975-2 (riferito all'area di apertura). In assenza di valori dichiarati dal produttore, è possibile avvalersi dei parametri suggeriti dalla norma nell'ambito del prospetto C.2.

Irraggiamento solare incidente sulla superficie del collettore [W / m²]: dato di targa del collettore solare in condizioni di prova

Glicole etilenico nel fluido di prova [%]: dato di targa desumibile dal catalogo del produttore

Portata volumetrica del collettore [l/h]: dato di targa desumibile dal catalogo del produttore

Temperatura del fluido di prova circolante nel collettore [°C]: dato di targa desumibile dal catalogo del produttore

Dati ottici

Metodo utilizzato : il prodotto trasmissione-assorbimento di un collettore è indicatore di quanta della radiazione solare incidente su di esso viene trasmessa dalla copertura trasparente del collettore all’assorbitore sottostante e di quanta di quest’ultima viene assorbita dall’assorbitore e quindi trasferita al fluido. Tale prodotto esprime quindi la bontà del rendimento ottico del collettore.

L'unico metodo previsto dalla UNI/TS 11300-4 è quello basato sul valore di IAM (modificatore dell'angolo di incidenza) secondo UNI EN 12975-2. In assenza di valori dichiarati dal produttore, è possibile avvalersi dei parametri suggeriti dalla norma nell'ambito del prospetto C.2.

Modificatore dell'angolo di incidenza I.A.M. : inserire il valore del parametro IAM dichiarato dal produttore o desunto da norma.

Calcolo secondo metodo F-chart

Caratteristiche generali: Il nome del modello, il fornitore, il tipo di collettore distinguendo tra collettore piano e collettore a tubi sotto vuoto. Questa distinzione è importante come vedremo più avanti.

Caratteristiche dimensionali [m]: le dimensioni, facendo attenzione ad inserire le dimensioni lorde per i lati e la superficie netta o di apertura. Quest’ultima è la superficie di riferimento per cui tutti i dati che fanno riferimento alla superficie dovranno essere riferiti a quest’ultima.

Parametri per la determinazione della resa: il metodo di calcolo prevede che i parametri termici del collettore siano definiti relativamente alla temperatura d’ingresso dell’acqua nel collettore (metodo Americano). In genere però nei cataloghi i dati sono riferiti alla temperatura media (metodo Europeo) è importante dire a quale metodo ci si riferisce.

Approccio americano
La prestazione del collettore solare, denominata efficienza istantanea ni , viene espressa come il rapporto tra il calore utile trasferito dal collettore al fluido che lo attraversa e la radiazione incidente sul collettore medesimo. Tale efficienza istantanea deriva da 2 parametri caratteristici del collettore (perdita e efficienza ottica), dal valore di Temperatura del fluido all’ingresso del collettore (questa è la peculiarità dell’approccio americano, cioè il fatto di considerare nell’espressione dell’efficienza la temperatura del fluido all’ingresso del collettore), dalla temperatura dell’ambiente circostante e dall’irraggiamento solare incidente sulla superficie del collettore.

Approccio europeo
La prestazione del collettore solare, denominata efficienza istantanea ni , viene espressa come il rapporto tra il calore utile trasferito dal collettore al fluido che lo attraversa e la radiazione incidente sul collettore medesimo. Tale efficienza istantanea deriva da 2 parametri caratteristici del collettore (perdita e efficienza ottica), dalla media aritmetica delle temperature del fluido all’ingresso ed all’uscita del collettore (questa è la peculiarità dell’approccio americano, cioè il fatto di considerare nell’espressione dell’efficienza la media delle temperature del fluido all’ingresso e all’uscita del collettore), dalla temperatura dell’ambiente circostante e dall’irraggiamento solare incidente sulla superficie del collettore.

I valori di perdita del collettore e di efficienza di cui sopra dovrebbero essere forniti direttamente dai costruttori. Tuttavia è in uso tra i costruttori fornire una rappresentazione quadratica della curva di efficienza. In questo caso vengono forniti dai costruttori i valori di:

Eta0:
K1 (W/m2 K):
K2 (W/m2 K²):

riferiti ad una ben precisa tipologia di area. La curva di efficienza viene poi linearizzata dal software per dedurre i valori equivalenti di perdita e di efficienza ottica essenziali per l’applicazione del metodo f-chart.

Altri dati necessari per la determinazione della resa del collettore sono:

l’irraggiamento solare incidente sulla superficie del collettore [W/ m2]:
Glicole etilenico nel fluido di prova [%]:
La portata volumetrica del collettore [l/h]:
Temperatura del fluido di prova circolante nel collettore [°C]:

Dati ottici: il prodotto trasmissione-assorbimento di un collettore è indicatore di quanta della radiazione solare incidente su di esso viene trasmessa dalla copertura trasparente del collettore all’assorbitore sottostante e di quanta di quest’ultima viene assorbita dall’assorbitore e quindi trasferita al fluido. Tale prodotto esprime quindi la bontà del rendimento ottico del collettore.

Tale prodotto non è costante ma dipende dall’angolo di incidenza θ con cui la radiazione solare incide sulla superficie del collettore. L’angolo di incidenza θ è l’angolo tra la radiazione diretta del sole su una superficie e la normale a quella superficie.
Si definisce “fattore angolare” o “Incidence of Angle Modifier (I.A.M.)” il valore Kζα(θ).

Il modulo solare implementa 3 metodi diversi per la determinazione di questa funzione Kζα(θ) per i collettori piani:

Formula di Souka e Safwat

Curva del costruttore, metodo sperimentale con imputazione diretta da parte dell’utente della curva Kζα(θ) sulla base dei dati forniti dal costruttore; essa si specificherà nel campo sottostante denominato Curva di I.A.M.
Tale curva per poter essere utilizzata deve essere preventivamente caricata nell'apposito Archivio delle curve prestazionali. . Se nessuna curva é stata preventivamente caricata, é possibile accedere all'apposito archivio clieccando sul bottone "EDITA" del menu contestuale che si apre alla selezione

Analitico equazione di Fresnel basato sull’utilizzo di dati costruttivi del collettore, dichiarati dal costruttore o noti dalla letteratura tecnica. Tale metodo impiega le equazioni di Fresnel.

Inserimento del valore di I.A.M. costante

ATTENZIONE: Per i collettori a tubi sotto vuoto è possibile invece avvalersi solo della curva del costruttore. Essa può essere definita nei campi sottostanti (metodo con curva del costruttore, Curva di IAM

longitudinale e Curva di IAM Trasversale) all’interno di un archivio dedicato.