IL DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI IDROSANITARI Vasi d espansione e accumuli

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1 FOCUS TECNICO IL DIMENSIONAMENTO DEGLI IMIANTI IDROSANITARI asi d espansione e accumuli RODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA Due sono i sisemi normalmene uilizzai per produrre acqua calda saniaria: quello isananeo e quello ad accumulo. Il sisema isananeo è concepio e dimensionao per far frone alle richiese d acqua calda con una produzione direa, cioè isananea. E uilizzao ipicamene per impiani di piccola aglia in cui il generaore (di solio caldaiee murali o scaldacqua deve far frone ad un fabbisogno limiao di acqua calda saniaria. Il sisema ad accumulo è invece concepio per far frone alle richiese d acqua calda sia con una produzione direa, sia con l aiuo di una riserva d acqua preriscaldaa. E adao per impiani di media-grande aglia che devono servire diverse uenze. Il serbaoio di accumulo (normalmene chiamao bolliore deve essere dimensionao in funzione del consumo di acqua calda di puna (legao al numero di servizi o apparecchi funzionani durane il periodo di maggior uilizzo, del periodo di preriscaldameno del volume dell accumulo e delle emperaure dell acqua calda e fredda. Rispeo a quello isananeo, il sisema ad accumulo consene l uilizzo di generaori molo meno poeni, a frone di un maggior empo per il riscaldameno dell accumulo. Consene una erogazione di acqua calda all impiano più coninua e regolare e quindi una maggiore resa ermica. Il sisema ad accumulo permee inolre di sfruare ed inegrare la produzione di acqua calda ramie energie rinnovabili quali pannelli solari, pompe di calore o generaori a combusibile solido.

2 ACCUMULO ER ACQUA CALDA SANITARIA DIMENSIONAMENTO Il dimensionameno dell accumulo va eseguio considerando le grandezze segueni: eriodo di puna È il periodo in cui risula più elevao il consumo d acqua calda. Consumo d acqua calda nel periodo di puna Corrisponde al volume oale di acqua calda consumaa in corrispondenza della duraa del periodo di puna. (vedi abella 1 pagina seguene eriodo di preriscaldameno È il empo che può essere impiegao per porare l acqua fredda immessa nel bolliore fino alla emperaura di accumulo richiesa. Temperaura dell acqua fredda Il suo valore dipende da moli faori, quali ad esempio: la emperaura del erreno, la emperaura eserna, la zona di provenienza dell acqua. Tuavia nella praica si può assumere: C nell Ialia seenrionale, C nell Ialia cenrale, C nell Ialia meridionale. Temperaura di uilizzo dell acqua calda er le uenze più comuni, ai fini del dimensionameno del bolliore, il suo valore può essere considerao pari a 40 C. er alri ipi di uenza, deve essere invece sabilio in relazione alle specifiche condizioni con cui l acqua è uilizzaa. Temperaura di accumulo dell acqua calda Il suo valore deve essere sabilio in relazione a diverse esigenze fra loro conrasani ed in paricolare deve essere scelo in modo da: eviare (o almeno limiare fenomeni di corrosione e deposio del calcare: fenomeni che possono crescere noevolmene quando l acqua supera i 60 C (o 65 C; limiare le dimensioni dei bolliori, considerando che basse emperaure di accumulo fanno aumenare noevolmene ali dimensioni; impedire lo sviluppo dei baeri, che in genere possono sopporare a lungo emperaure fino a 50 C, menre invece muoiono in empi rapidi olre i 55 C. In considerazione di quesi aspei, per le normali uenze è in genere un buon compromesso accumulare acqua a 60 C. Sima del calore orario Il calore orario richieso, ovvero la poenza ermica necessaria, si può simare calcolando il calore oale da generare nell inervallo di empo che comprende il periodo di preriscaldameno e il periodo di puna: + pu Calcolo del volume del bolliore Q Si può deerminare il volume eorico del bolliore ad h Q accumulo pr h a parire dalle grandezze di riferimeno; dalla B seguene formulazione è possibile calcolare il volume T del pr a - + bolliore T pu f considerando la quanià di calore da accumulare nel periodo di preriscaldameno: Q h B T 1 a a C Consumo d acqua calda nel periodo di puna [l] Calore orario che deve essere ceduo all acqua [kcal/h] pu Duraa del periodo di puna B e S - 0,5 + 1 [h] Duraa del periodo di preriscaldameno [h] T f Temperaura dell acqua fredda e 0,9 S + 1 [ C] T u Temperaura di uilizzo dell acqua calda [ C] T a Temperaura d accumulo dell acqua calda [ C] e S - 0,5 + 1 olume del bolliore [l] 0,9 S + 1

3 TAB. 1: DATI ER IL CALCOLO DEI BOLLITORI TIO UTENZA Consumi nei periodi di puna emperaura periodo periodo uilizzo puna prerisc. Edifici Residenziali 260 l per ogni alloggio con 1 locale servizi (1 40 C 1,5 h 2,0 h 340 l per ogni alloggio con 2 locali servizi (1 Uffici e Simili 40 l per servizi (WC+lavabo 40 C 1,5 h 2,0 h Alberghi, ensioni e Simili (4 180 l per camere con servizi doai di vasca 40 C (2 2,0 h 130 l per camere con servizi doai di doccia Ospedali (4 120 l per ogni poso leo 40 C 2,0 h 2,0 h Cliniche (4 150 l per ogni poso leo 40 C 4,0 h 2,0 h Caserme, Collegi e Simili (4 80 l per ogni poso leo 40 C 2,0 h 2,0 h alesre e Cenri Sporivi 150 l per ogni doccia 40 C 0,3 h 1,5 h 60 l per ogni rubineo Spogliaoi di Sabilimeni 150 l per ogni doccia 40 C 0,3 h (3 60 l per ogni rubineo (1 I consumi previsi vanno moliplicai per il faore di conemporaneià (F che dipende dal numero di alloggi (n n >200 F 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50 (2 1,5 h periodo di puna da considerarsi per alberghi e pensioni con consumo concenrao (ad esempio quelli posi in zone di spor invernali o frequenai da comiive urisiche; 2,5 h periodo di puna da considerarsi in alberghi e pensioni con consumo d acqua normale (ad esempio alberghi commerciali di cià. (3 Il periodo di preriscaldameno può normalmene variare da 1 a 7 ore in relazione ai empi che inercorrono fra i urni di lavoro. (4 È esclusa l acqua calda per lavasoviglie e lavarici, da deerminarsi in relazione alle specifiche caraerisiche (emperaure e empi di lavoro delle macchine da uilizzarsi. DIMENSIONAMENTO CON SOFTWARE Deerminazione del volume di accumulo per un impiano che produce acqua calda in un edificio residenziale avene 40 alloggi con servizi doppi. T FREDDA 10 C Temperaura acqua fredda T UTILIZZO 40 C Temperaura di uilizzo T ACCUMULO 60 C Temperaura accumulo pu 1,5 h eriodo di puna (da abella 1 implemenaa nel sofware 2,0 h eriodo di preriscaldameno (da abella 1 implemenaa nel sofware Inserimeno dei dai di progeo Risulao di calcolo

4 ASO D ESANSIONE ER ACQUA CALDA SANITARIA I vasi d espansione sono dei disposiivi ai alla compensazione dell aumeno di volume dell acqua dovuo all innalzameno della emperaura della sessa. È noo infai che in generale i liquidi, se liberi di espandersi, variano il loro volume in relazione alla emperaura ed al loro specifico coefficiene di espansione. Considerando come liquido l acqua si può esprimere il volume di espansione ramie la relazione seguene: dove: E olume di espansione, [l] 0 olume alla emperaura iniziale, [l] e Coefficiene di espansione dell acqua alla emperaura finale e 0 Coefficiene di espansione dell acqua alla emperaura iniziale Gli impiani idrosaniari si definiscono impiani aperi. Nella realà l acqua conenua in essi si rova in circuii chiusi ad inermienza, ovvero solamene quando non c è erogazione in corso. Esise quindi una indeerminazione nel valuare quale sia il volume d acqua di cui considerare l espansione. Infai, basa una singola erogazione di acqua per diminuire sensibilmene gli aumeni di pressione indoi dall aumeno di emperaura. E 0 (e + pu Coefficieni di espansione dell acqua rispeo a T 4 C T e T e 0 C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0, C 0,0434 DIMENSIONAMENTO Con queso meodo i vasi d espansione sono calcolai considerando solo l espansione dell acqua che avviene nel bolliore. L espansione che avviene nelle rei di disribuzione e di ricircolo è rascuraa. Con ale semplificazione si iene empiricamene cono delle riduzioni di pressione indoe dall aperura dei rubinei eviando sovradimensionameni pr eccessivi rispeo alle effeive esigenze. B T a Il volume del vaso d espansione si calcola secondo la seguene formulazione: - T f B + pu dove: Q v olume del vaso di espansione, [l] h pr B olume del bolliore, [l] T e a - T fs - 0,5 + 1 e B Coefficiene di espansione dell acqua alla emperaura di accumulo e 0 Coefficiene di espansione dell acqua alla emperaura e 0,9 dell acqua S + 1 se fredda di alimenazione S a ressione assolua di alimenazione del bolliore, pari alla pressione di araura del riduore di pressione o alla pressione massima di alimenazione B della ree, addizionaa del valore della pressione amosferica (pari ad 1 bar, [bar] ressione assolua di esercizio massima dell impiano, calcolaa e sommando la pressione di scarico della valvola di sicurezza ( S diminuia di un valore pari al 10% (che ne previene l aperura e la pressione amosferica (pari ad 1 bar, [bar]: S - 0, ,9 S + 1

5 DIMENSIONAMENTO CON SOFTWARE Dimensionameno di un vaso di espansione per un impiano idrosaniario con bolliore ad accumulo di capacià pari a 1000 l. T FREDDA 10 C Temperaura acqua fredda T ACCUMULO 80 C Temperaura accumulo ree 3 bar ressione di alimenazione del bolliore vs 7 bar ressione di inerveno della valvola di sicurezza isia Caleffi su Youube youube/caleffiideorojecs Caleffi S.p.A. S.R. 229, n Fonaneo d Agogna (NO - Ialia - el fax info@caleffi.i Copyrigh 2015 Caleffi