ACCUMULO ACQUA TECNICA

[ingsemino]

Buongiorno, il mio problema è dimensionare Il quantitativo di litri di un accumulo termico e capire quale tipologia è più idonea
Vi sottopongo il caso in oggetto:
ho un ciclo industriale che dissipa a mezzo di due compressori 70kW totali per 24 ore, i dati di targa mi dicono acqua a 70 °C DT 25, il mio carico invece è di 90 kW per 12 ore e funziona con acqua DT 10 terminali ventilconvettori
Devo dimensionare il bollitore in modo da garantire un volano termico adeguato e nel caso di sovratemperatura dovuta al raggiungimento delle condizioni di progetto ho predisposto due utilizzatori che dissipano la potenza (35+35kW) facendo in modo di non interrompere il ciclo produttivo dovuto a un surriscaldamento.
Di seguito riporto i dati di ingresso e e uscita
1.Ingresso
70 kW
24 ore
1680 kW/h

2.Uscita
90 kW
12 ore
1080 kW/h
Quindi il delta 600 kW/h ora lo trasformo in kcal 516000

C’è una regola pratica per scegliere la differenza di temperatura e le ore di stoccaggio ?
Ad esempio se il primario me lo danno per un DT 25 quello sono obbligato ad usarlo ? o posso usare DT 10?
Le ore di accumulo in base a cosa si determinano ? ho visto un diagramma carico e accumulo /parziale o totale
Perché i dati del volume di accumulo cambiano sensibilmente
BOLLITORE caso 1
600 kW/h
516000
25 DT
12 ore
1720L

BOLLITORE caso 2
600 kW/h
25 DT
24 ore
860L

BOLLITORE caso 3
600 kW/h
10 DT
12 ore
4300L

BOLLITORE caso 4
600 kW/h
10 DT
24 ore
2150L

Esiste una bibliografia in merito o devo cercale le soluzioni si un equazione differenziali ?
della serie Q0+Q1+dQ/dt=0

[Kalz]

non voglio dire una stupidaggine anche se è un altro esempio ma verifica nel manuale del termotecnico di nicola rossi pagina 1309 no nso se è attinente.....

[ingsemino]

Ciao ho guardato sul manuale del termotecnico ma ho una versione differente, è ho trovato un dimensionamento fine per il freddo
Si calcola nel arco giornaliero energia in e energia out, dopo di che si trova il valore in kWh bisogna definire il DT e le Ore ma in base a cosa ?

[Kalz]

anche io ho quella versione non ricordo più cosa dice devo guardare .

[Abser]

1) è inutile stoccare il surplus di produzione giornaliera non usato, l'accumulo deve essere dimensionato per fornire nelle 12 ore di utilizzo i 20 kW di potenza mancanti tra produzione e prelievo e quindi il totale da accumulare è di 240 kWh (206.400 kcal/h)
2) serve la temperatura di lavoro dei ventilconvettori: se i compressori possono accumulare acqua a 70°C e i ventilconvettori sono alimentati a 50°C hai a disposizione un DT di 20°C e quindi un accumulo teorico di 206.400/20 = 10.320 litri. Se alzi la temperatura di lavoro dei ventilconvettori il volume di accumulo crescerà e viceversa se puoi abbassare la temperatura di lavoro dei ventilconvettori
3) se vuoi sfruttare tutto il calore devi aumentare prudenzialmente l'accumulo per tenere conto di una non completa stratificazione oppure devi suddividere l'accumulo in 2 serbatoi, uno di mandata e uno di ritorno.
4) le portate primario e secondario sono molto diverse e quindi sul secondario devi lavorare in miscelazione con un regolatore e una valvola a tre vie.
5) fai qualche valutazione economica perché ai prezzo industriali del gas i risparmi addizionali ottenibili con l'accumulo totale sono complessivamente modesti (24 mc. di gas al giorno x 0,35 €/mc. = 8,4 €/giorno)

[redHat]

Non vorrei menarlo più di tanto ma non sarebbe opportuno iniziare ad utilizzare unitá di misura appropriate?
kW/h mi spiegate cosa sono?
e ancora mc? kcal/h?

[ingsemino]

Non vorrei menarlo più di tanto ma non sarebbe opportuno iniziare ad utilizzare unitá di misura appropriate?
kW/h mi spiegate cosa sono?
e ancora mc? kcal/h?

Hai pienamente ragione , ma alle volte senza equatIon editor mi risulta difficile, spero di recuperare riscrivendole
m^3 ; kCal/h/h ; kW/h

[Ronin]

Ah, beh, così e' molto meglio

KWh non kW/h (potenza x tempo = energia; potenza / tempo = non ha senso tecnico)

Ai kW corrispondono le kcal/h (potenza)
Ai kWh le kcal (energia)

[redHat]

Gasp! Anche con equation editor sarebbe stato un disastro

Lasciamo perdere e veniamo al punto.
Per risolvere il tuo problema devi partire dall'equazione del bilancio termico dell'accumulatore:

+Qingresso-Qdispersioni-Quscita-Qaccumulabile=0

Come detto da Abser probabilmente conviene considerare solo l'energia mancante al servizio durante il suo funzionamento (12h) e non il surplus prodotto nelle 24h, in tal modo riduci il volume di accumulo a quel che effettivamente necessita l'impianto utilizzatore, il surplus dovrà essere smaltito in altro modo (docce gratis per tutti?).
Per completare i dati necessari al bilancio termico poniamo verosimili le dispersioni al 3% della potenza erogata avremo pertanto Qdispersioni=90*0.03*12=33kWh, ovvero dal nostro bilancio energetico avremo questo risultato:
Qaccumulabile=Qingresso-Quscita-Qdispersioni=[(70-90)*12]-33=207kWh

Essendo Qaccumulabile= V*c*mv*dT ne deriva che il volume (V) d'acqua, necessario per accumulare questa energia, sarà:
V=Qaccumulabile/(c*mv*dT),
dove "c" è la capacità termica dell'acqua (1,163W/kg*K) mentre "mv" è la massa volumica dell'acqua (mvH2O=1kg/litro).
Fissando un dT del processo pari alla differenza tra la temperatura finale massima raggiungibile (produzione =70°C) e la temperatura minima di esercizio dell'utenza (50°C), avremo un dT=20°C.
Trasformando quindi i kWh in Wh (al fine di ottenere i litri anzichè i m3), il volume di accumulo necessario, in litri, sarà:
V=(207*10^3)/(1.163*1*20)= 8.800 litri.
Se consideriamo anche la probabile efficienza di scambio, pari ad esempio all' 80% dell'energia in ingresso, il volume necessario si riduce a 7.000 litri.
Calcolato senza derivate parziali ed integrali tripli ma con un semplice bilancino e ponendo stazionarie tutte le variabili.

[ingsemino]

Ho fatto il disegno e un grafico su excell peccato che non riesco a condividerlo.
Al bilancio che hai considerato tu, ho aggiunto una caldaie tt a per ridurre ulteriormente il volume del serbatoio.
Vi ringrazio per l aiuto se passate dalle mie parti aperitivo pagato

[Ronin]

caricalo su un sito come box.com