Nel mercato mondiale dell'energia solare, gli scaldacqua solari a pannello piano sono sempre stati il prodotto leader e oltre il 90% dei sistemi di riscaldamento solare dell'acqua utilizza collettori solari a pannello piano. Dobbiamo prestare attenzione alla ricerca e allo sviluppo di scaldacqua solari a pannello piano e migliorare il livello tecnico e la diffusione internazionale dell'utilizzo del solare termico nel nostro Paese.
Esistono molti modi per migliorare le prestazioni e la qualità dei collettori solari piani. Di seguito, una discussione su come migliorare le prestazioni e la qualità dei collettori solari piani, in base ai materiali di isolamento termico utilizzati.
La funzione principale del materiale isolante termico nei collettori solari a piastra piana è quella di ridurre la dispersione di calore dal collettore verso l'ambiente circostante, migliorandone così l'efficienza. Pertanto, il requisito fondamentale è un buon isolamento termico, ovvero una bassa conducibilità termica del materiale e l'assenza di assorbimento d'acqua. Lo strato isolante inferiore ha generalmente uno spessore di 3-5 cm, mentre lo spessore degli strati isolanti circostanti è pari alla metà di quello inferiore.
Quali sono i materiali isolanti comunemente utilizzati per i collettori solari piani?
I materiali di isolamento termico comunemente utilizzati per i collettori solari piani includono lana di roccia, lana minerale, polistirene, poliuretano, ecc. Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, questi materiali presentano problemi diversi.
Il polistirene si restringe ad alte temperature (oltre i 70 °C), quindi quando viene utilizzato come materiale termoisolante, spesso viene interposto un sottile strato di lana di roccia o di lana minerale tra il polistirene e la piastra termoassorbente. Quando si utilizza il poliuretano, la temperatura dovrebbe essere inferiore a 100 °C per un lungo periodo.
Sebbene la lana di roccia e la lana minerale raggiungano temperature di esercizio elevate, le loro prestazioni di isolamento termico sono limitate e la loro conduttività termica è generalmente pari a 0.045 W/(mK), molto inferiore a quella del poliuretano. Inoltre, le fibre contenute in materiali come la lana di roccia e la lana minerale possono causare danni all'apparato respiratorio, alla pelle e alle mucose oculari del personale addetto alla produzione e alla costruzione. Anche le fibre disperse che si disperdono nell'aria dopo un lungo periodo di scarto possono causare danni all'organismo umano.
Oltre alla temperatura di utilizzo sopra menzionata, il poliuretano deve affrontare anche problematiche di tutela ambientale, come la tecnologia di schiumatura senza fluoro. Sebbene alcuni produttori abbiano ottenuto risultati significativi con la tecnologia di schiumatura senza fluoro, a causa di investimenti e problemi tecnici, solo alcune aziende con un forte senso di responsabilità sociale e solidità stanno sviluppando e utilizzando queste tecnologie.
I materiali isolanti comunemente utilizzati nei collettori piani presentano alcuni problemi, che incidono negativamente sulla durata utile, sulla qualità delle prestazioni e su altri aspetti dei collettori piani.
Esiste quindi un materiale isolante termico in grado di superare tutti i problemi di lana di roccia, lana minerale, polistirene e poliuretano? La risposta è la schiuma melamminica.
La schiuma melamminica ha eccellenti proprietà di isolamento termico
La schiuma melaminica è un sistema a struttura reticolare tridimensionale completamente a celle aperte con un rapporto di aspetto della griglia (L/D) compreso tra 10 e 20 e una densità di 8.5 kg/m³. Il tasso di apertura della schiuma melaminica è superiore al 99%. La fine struttura reticolare tridimensionale impedisce efficacemente il trasferimento di calore per convezione dell'aria. Inoltre, la sua particolare bassa stabilità termica le conferisce un buon effetto di isolamento termico (conduttività termica, 0.032 W/(m*K)) e la rende un ottimo materiale isolante termico per collettori a piastra piana.
La schiuma melamminica offre una resistenza al calore e al fuoco di lunga durata
La schiuma melamminica è realizzata in resina melamminica espansa tramite microonde. Contiene componenti in resina melamminica, che le conferiscono una resistenza al calore di lunga durata (fino a 240 °C per mantenere stabili le proprietà fisiche e chimiche), un'eccellente resistenza al fuoco (B1, UL94 V0 e HL-1) e ottime prestazioni isolanti (assenza di elettricità statica e antistatica), resistenza ad acidi e alcali, ed è particolarmente adatta per l'isolamento dei collettori solari. Oltre ad essere isolante e termoisolante, la schiuma melamminica offre anche eccellenti prestazioni di assorbimento acustico (0.95 NRC), rendendo il funzionamento del collettore solare più silenzioso, ottenendo molteplici effetti di riduzione del rumore, isolamento termico e conservazione del calore.
La schiuma melamminica è ecologica
La schiuma melamminica è ottenuta principalmente da resina melamminica poliformaldeide. Non contiene altri composti, è un materiale non fibroso, non contiene polvere, idrocarburi alogenati, ritardanti di fiamma o metalli pesanti tossici, contribuendo così alla salvaguardia dell'ambiente.
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