Accumulatore termico inerziale per riscaldamento ECOPuffer

Transcript

1 Tecnologia Abitativa Avanzata ECOTRIBE Tecnologia Abitativa Avanzata di Giancarlo Avataneo - Str. Miravalle 24/ Moncalieri (Torino) ITALIA - Tel. 039 (0) Cell ecotribe2005@yahoo.it - P. IVA C. F. VTNGCR52R08L219B Accumulatore termico inerziale per riscaldamento ECOPuffer Descrizione Gli accumulatori termici inerziali della Serie ECOPuffer, più comunemente denominati Puffer (dal tedesco Pufferspeicher ), vengono principalmente impiegati in abbinamento alle caldaie a biomassa ed hanno la funzione di immagazzinare le grandi quantità di calore prodotto dalla combustione continua dell intera carica di combustibile immessa nel generatore. Questa tipologia di accumulatori, pur essendo concettualmente semplici, sono importanti per l ottimizzazione di un sistema di riscaldamento specialmente quando il generatore è alimentato a legna, pellet o cippato. Nei paesi europei più evoluti in questo campo (Austria, Germania, Svizzera) gli accumulatori rappresentano da tempo un esigenza primaria, tanto che molti produttori di caldaie non rilasciano certificato di garanzia per installazioni che non se ne avvalgano o che siano sotto dimensionati. Il corretto dimensionamento risponde a formule ben definite ed è in funzione di alcuni parametri, quali : potenza della caldaia rendimento del generatore quantità di legna contenuta nel vano carico tipo di legna % di umidità contenuta carico termico dell edificio

2 Il volume dell accumulatore da considerare destinato al riscaldamento deve sempre essere netto, cioè senza conteggiare il volume occupato dall eventuale produttore di acqua sanitaria e/o scambiatori a serpentino e può essere definito empiricamente in funzione della potenza nominale della caldaia o al volume del vano di carico del combustibile; le formule hanno tra loro una certa rispondenza e possono essere applicate per un dimensionamento di massima. Per un calcolo esatto, e per ottemperare alle eventuali norme vigenti sul proprio territorio, è opportuno far effettuare il calcolo ad un tecnico abilitato. Nel caso di una caldaia a legna la formula del calcolo empirico, in funzione del volume del vano di carico, che si deve applicare è: Va volume accumulatore in litri = Vvc volume vano combustibile in litri x 10 Esempio : caldaia a legna con un vano di carico del combustibile della capacità di 180 litri : Va = 180(L) x 10 = 1800L Nel caso invece che il volume dell accumulo sia in funzione della potenza della caldaia la formula da applicare è : Va volume accumulatore in litri = P potenza nominale in kw x Vc volume consigliato in litri (vedere la tabella sotto riportata) Esempio : caldaia a legna di potenza termica nominale di 30kW: Va = 30(kW) x 55(L) = 1650L VOLUME ACCUMULO RISCALDAMENTO * Indicazioni di massima del volume consigliato per l accumulatore in base alla potenza installata della caldaia in kw Tipo caldaia a legna Rendimento ** L/kW Volume consigliato in L Es. caldaia 30kW Tradizionale 75% Ad alto rendimento ~ 85% Ad altissimo rendimento 90% * I dati riportati sono indicativi. Per definire l esatto volume dell accumulo e per ottemperare alle norme vigenti è opportuno far effettuare il calcolo ad un tecnico abilitato. ** La classificazione in base al rendimento è un dato puramente indicativo. Nel caso di una caldaia a pellet invece la formula del calcolo empirico, in funzione della potenza della caldaia, che si deve applicare è: Va volume accumulatore in litri = P potenza nominale in kw x Vc volume consigliato in litri (vedere la tabella sotto riportata) Esempio : caldaia a pellet di potenza termica nominale di 30kW: Va = 30(kW) x 25(L) = 750L VOLUME ACCUMULO RISCALDAMENTO * Indicazioni di massima del volume consigliato per l accumulatore in base alla potenza installata della caldaia in kw Tipo caldaia a pellet Rendimento ** L/kW Volume consigliato in L Es. caldaia 30kW A basso rendimento 75% Ad alto rendimento ~ 85% Ad altissimo rendimento 90% * I dati riportati sono indicativi. Per definire l esatto volume dell accumulo e per ottemperare alle norme vigenti è opportuno far effettuare il calcolo ad un tecnico abilitato. ** La classificazione in base al rendimento è un dato puramente indicativo.

3 Strutturalmente l accumulatore è costituito da un involucro in lamiera d acciaio esternamente verniciato e internamente non trattato. La superficie interna grezza non pregiudica la durata del manufatto quando si lavora con impianti a vaso d espansione chiuso; in sistemi a vaso aperto invece tutti gli accumulatori possono avere dei problemi nel tempo, in quanto la continua evaporazione dell acqua dalla vaschetta d espansione, ed il conseguente reintegro, alimentano in continuo l introduzione di ossigeno e ossido di calcio (calcare). Internamente all accumulatore sono posizionati dei sistemi di stratificazione che hanno lo scopo di distribuire, in base alla temperatura, l acqua calda in arrivo dalla caldaia, il tipo di dispositivo può essere: statico, quando è costituito da dei deflettori opportunamente posizionati a varie altezze che frenano i moti convettivi dell acqua calda, riscaldando le zone a settore dinamici, quando la distribuzione avviene all interno di convogliatori posizionati in verticale in modo da distribuire l acqua calda in base alla propria densità. Esternamente il serbatoio è rivestito da un cappotto in materiale isolante e da un mantello in plastica colorata, quest ultimo oltre a svolgere funzioni estetiche, lo protegge da eventuali abrasioni e depositi di polvere. L alto spessore ed un buon tipo d isolamento, oltre alla robustezza della struttura, determinano la qualità dell accumulatore, viene intuitivo dedurre che una ridotta dispersione di calore, migliori il rendimento energetico e ottimizzi la gestione dell impianto. Le coibentazioni utilizzate normalmente negli accumulatori per acqua calda, si possono catalogare in tre tipologie : Materiale Peso specifico Conduttività termica* Valore nominale l D nominale pa Prodotto certificato Prodotto non certificato kg/m³ W/(m K) W/(m K) Polistirene espanso EPS (Polistirolo) ,032 0,042 0,048 Polistirene estruso XPS (Polistirolo) ,028 0,036 0,043 Contenuto cellulare Aria ,034 0,038 0,046 Poliuretano (PUR) Contenuto cellulare Pentano impermeabile alla diffusione ,022 0,027 0,032 permeabile alla diffusione ,026 0,033 0,037 Contenuto cellulare CO ,032 0,038 0,045 * La conduttività termica l (Lambda) è la misura per la resistenza che un materiale da costruzione oppone al defluire del calore. Essa corrisponde alla densità di flusso termico nel caso di un gradiente di temperatura di 1 Kelvin per metro in condizioni stazionarie in un materiale omogeneo. Più semplicemente vale la seguente regola: Più il coefficiente l D è basso, migliore è la protezione termica. Ciclo funzionale Il ciclo funzionale del sistema con tecnologia ad accumulo si può così riassumere: l acqua contenuta nella caldaia viene riscaldata dalla combustione della legna al raggiungimento della temperatura prefissata (normalmente impostata dal costruttore a ~ C) un sensore fa avviare il circolatore che trasferisce l acqua calda della caldaia all accumulatore. Nello stesso istante l acqua fredda dell accumulatore viene immessa nella caldaia dove miscelandosi con l altra calda ne farà abbassare la temperatura a seguito di questo abbassamento di temperatura il sensore arresterà il funzionamento del circolatore per dare modo alla caldaia di integrare termicamente il liquido in essa contenuto

4 con il nuovo innalzamento della temperatura a C la pompa ripartirà ed il ciclo continuerà fino allo stabilizzarsi della temperatura con la temperatura stabilizzata e la pompa in funzione permanente ha inizio il vero e proprio ciclo d accumulo che si concluderà con la combustione dell intera carica di legna a questo punto la caldaia, se non più alimentata, entra in fase di mantenimento brace o spegnimento; saranno poi i sensori dell impianto termico ad utilizzare l acqua calda immagazzinata nell accumulatore in base alla richiesta dell utenza l alta temperatura raggiunta dall acqua all interno dell accumulatore (anche >90 C) rende necessaria la sua miscelazione al fine di riportarla ad una temperatura più consona al suo utilizzo e più precisamente a: C se si utilizzano pavimenti radianti C se si utilizzano radiatori Criteri di valutazione Anche se esternamente gli accumulatori possono sembrare simili non è detto che siano uguali e possono essere internamente molto differenti tra di loro e quindi tecnicamente e qualitativamente molto diversi. Le principali caratteristiche che li differenziano possono essere: spessore della lamiera, il peso maggiore è indice di struttura robusta e stabile ed è direttamente proporzionale in funzione di questa misura tipo di lamiera impiegata, la qualità della lega impiegata ne determina la durata e la resistenza chimico/fisica tipo di isolante, più il coefficiente di conduttività termica è basso migliore è la protezione contro le dispersioni; il poliuretano espanso rigido in coppelle ha un coefficiente molto basso (vedere tabella). spessore dell isolante, è intuitivo che uno strato maggiore d isolante ha una maggiore resistenza alla dispersione del calore conformazione dell isolante, le coppelle in materiale rigido sono meno deformabili, più funzionali, di più facile e preciso montaggio in caso di manutenzione e resistono meglio urti accidentali il sistema di stratificazione, è chiaro che, se presente, i dispositivi statici o dinamici sono più performanti, ma hanno un costo maggiore. Ciò non toglie che in un accumulatore per solo riscaldamento la stratificazione può anche essere valida se avviene naturalmente per moto convettivo (sfruttamento della differenza di densità tra acqua calda ed acqua fredda per cui il fluido caldo sale verso l'alto e quello freddo scende verso il basso).

5 Modelli disponibili ECOPuffer PS ECOPuffer PSR ECOPuffer PSRR ECOPuffer PSF1 ECOPuffer PSF2 ECOPuffer PSF L Accumulo inerziale di energia termica per solo riscaldamento L Accumulo inerziale di energia termica per solo riscaldamento con n.1 scambiatore fisso inferiore a serpentino per eventuale utilizzo con pannelli solari termici o altre fonti d energia L Accumulo inerziale di energia termica per solo riscaldamento con n.2 scambiatori fissi a serpentino, uno inferiore, per eventuale utilizzo con pannelli solari termici, ed uno superiore, per eventuale utilizzo con altre fonti di energia L Accumulo inerziale di energia termica per solo riscaldamento con n.1 flangia inferiore per il montaggio di n.1 scambiatore estraibile per eventuale utilizzo con pannelli solari termici o altra applicazione. Lo scambiatore estraibile non è compreso nella fornitura L Accumulo inerziale di energia termica con n.2 flange per il montaggio di n.2 scambiatori estraibili, uno inferiore per eventuale utilizzo con pannelli solari termici ed uno superiore per eventuale produzione di acqua calda sanitaria o altre applicazioni. Gli scambiatori estraibili non sono compresi nella fornitura L Accumulo inerziale di energia termica con n.3 flange per il montaggio di n.3 scambiatori estraibili per altre applicazioni. Gli scambiatori estraibili non sono compresi nella fornitura. Dati tecnici Modelli ECOPuffer A B C D E F G H I J K L POS. TIPO DI ATTACCO Modelli ECOPuffer Sfiato 1 1/4 2 Mandata caldaia 1 1/2 3 Mandata riscaldamento 1 1/2 4 Ritorno caldaia-riscaldamento a 50 C 1 1/2 5 Ritorno caldaia-riscaldamento a 30 C 1 1/2 6 Termometro 1/2 7 Sonda 1/2 8 Mandata pannelli solari 1 9 Ritorno pannelli solari 1 10 Mandata energia alternativa 1 11 Ritorno energia alternativa 1

6

7 U. mis Capacità totale L Isolamento Flex Isolameto rigido Altezza totale con isolamento mm Altezza massima in raddrizzamento mm Diametro bollitore con isolamento Ø mm Diametro bollitore senza isolamento Ø mm Superficie scambiatore PSR 1,8 1,8 2,6 2,6 3,8 3,8 3,8 3,8 5,0 5,0 5,0 m² inferiore PSRR - 2,0 2,5 3,0 3,0 3, Contenuto H20 PSR 10,4 10,4 14,6 14,6 21,6 21,6 21,6 21,6 28,2 28,2 28,2 L scambiatore inf. PSRR - 11,4 14,2 16,6 16,8 20, Superficie scambiatore superiore PSRR m² - 2,0 2,0 2,0 2,5 3, Contenuto H20 scambiatore sup. PSRR L - 11,4 11,4 11,4 14,0 19, PSR Potenza assorbita PSRR inf kw PSRR sup PSR 1,9 1,9 2,8 2,9 4,1 4,2 4,4 4,6 5,6 5,8 6,0 Portata necessaria al PSRR inf. m³/h - 2,1 2,7 3,2 3,4 3, serpentino PSRR sup. - 1,7 1,8 1,8 2,4 2, Produzione acqua PSR 1,1 1,1 1,6 1,7 2,3 2,4 2,5 2,6 3,2 3,3 3,4 riscaldamento PSRR inf. m³/h - 1,2 1,5 1,8 1,9 2, /60 C (DIN 4708) PSRR sup. - 1,0 1,0 1,0 1,4 1, PSR Perdite di carico PSRR inf. mbar PSRR sup Flangia Ø mm DIN 200 (Ø mm) PS PSR Peso a vuoto PSRR kg ECOPuffer PSF PSF PSF Pressione d esercizio imp. riscaldamento max bar 3,0 Pressione d esercizio dello scambiatore max bar 6,0 Temp. d esercizio accumulatore max C 95 Schema indicativo collegamento idraulico NB: dati, descrizioni, caratteristiche tecniche ed accessori raffigurati hanno funzione puramente indicativa, non sono da considerarsi impegnativi; non si risponde delle possibili inesattezze imputabili ad errori di stampa, di trascrizione, di traduzione, ecc I dati tecnici validi sono quelli riportati sulla documentazione originale e sulla targhetta posta a bordo delle caldaie.