Dimensionamento accumulo ACS con scambiatore a piastre

Normativa Termotecnica, Impianti di riscaldamento, Legge 10/91, DLgs 192/05, ecc.

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Giuseppe_R
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Dimensionamento accumulo ACS con scambiatore a piastre

Messaggio da Giuseppe_R »

Mi scuso se ripropongo ancora una volta la questione del dimensionamento ACS con accumulo. Ho letto i post già aperti in merito ma non riesco ad interpretare i risultati di un caso che sto trattando in questi giorni.

In pratica il sistema prevede una caldaia a legna con accumulo tecnico e scambiatore a piastre che produce ACS istantanea prelevando il fluido caldo dall’accumulo. Niente di rivoluzionario direi. Io ho calcolato una portata di progetto pari a 1,1l/s, con una portata oraria nel periodo di punta (la qm della UNI9182) pari a circa 990l/h. Con questi dati, ipotizzando una temperatura ACS (Tm) di 40°C, una temperatura acqua fredda (Tf) di 10°C e una temperatura di accumulo (Tc) di 65°C, un periodo di punta di 2h e un periodo di preriscaldamento pari a 1h, ottengo:
Volume di accumulo 360l (arrotondiamo a 400l)
Potenza serpentino (che in prima battuta assumo come potenza dell’ACS) pari a 23kW (diciamo 25kW)
Potenza dello scambiatore pari a 138kW (arrotondiamo a 140kW)

Se però, con questi dati calcolo la riduzione di temperatura nel serbatoio caldo, con caldaia in funzione e scambiatore in funzione, trovo più o meno una riduzione di temperatura di 4,10K/min che è un rateo altissimo. Banalmente infatti la potenza netta prelevata sarebbe 140-25=115kW e quindi (115*860)/400/60=4,10K/min.
Questo vuol dire che dopo circa 2,5min di funzionamento la temperatura è già scesa di 10°C, in pratica la portata di progetto non dura neanche 5min. Per ottenere un rateo di circa 1K/min (che mi pare plausibile) devo considerare almeno 1200l di accumulo e 55kW di potenza caldaia, valori molto più alti di quanto restituirebbe la UNI9182.

Se avete avuto la pazienza di arrivare fino a qui, vi chiedo: dove sbaglio nel mio ragionamento? Perché la prova non regge ai valori calcolati con la UNI9182?
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NoNickName
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Re: Dimensionamento accumulo ACS con scambiatore a piastre

Messaggio da NoNickName »

Mi sfugge il calcolo della potenza netta. Se il tuo serpentino ACS ha una potenza di 25kW, il prelievo dall'accumulo caldo è 25kW.
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Giuseppe_R
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Re: Dimensionamento accumulo ACS con scambiatore a piastre

Messaggio da Giuseppe_R »

NoNickName ha scritto: ven lug 06, 2018 19:27 Mi sfugge il calcolo della potenza netta. Se il tuo serpentino ACS ha una potenza di 25kW, il prelievo dall'accumulo caldo è 25kW.
Ciao... il mio ragionamento è che nel periodo in cui ho richiesta della portata di progetto lo scambiatore lavora garantendo i 140kW all'utenza. Contemporaneamente la caldaia lavora in reintegro fornendo all'accumulo i 25kW che mi vengono fuori dal calcolo.
Potenza netta in uscita dall'accumulo 140-25, che si traduce in una diminuzione in termini di K pari a quello che riportavo nel post di apertura. E' un conto approssimato, ovviamente, che però dovrebbe restituire almeno l'ordine di grandezza della dimuzione di temperatura nell'accumulo. E a me non torna che la diminuzione sia così veloce. Allora, o è sbagliato il dimensionameto accumulo/potenza (io ho seguito la UNI9182), o c'è un errore nel mio ragionamento e/o interpretazione dei risultati.

Grazie
Ronin
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Re: Dimensionamento accumulo ACS con scambiatore a piastre

Messaggio da Ronin »

Ad occhio sono incongruenti le portate media e di picco.
Se la qm è 1000 l/h su 2 ore di periodo di picco e la qmax 1,1 l/s (sono 7-10 utenze aperte contemporaneamente: che edificio è?), mediamente hai massimo 950 secondi/ora di portata di picco (il resto del tempo 0 per rispettare la qm) che sono appunto meno di 15 min. Con un picco di prelievo così concentrato è normale che l'accumulo si svuoti in modo così rapido.
La 9182 è calibrata su usi normali, se davvero occorre un picco così stretto occorre calcolare l'accumulo con la portata di picco e non con i valori medi orari
Abser
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Re: Dimensionamento accumulo ACS con scambiatore a piastre

Messaggio da Abser »

Concordo con Ronin. La UNI 9182 esegue un semplice bilancio energetico e non tiene conto delle punte ma del consumo medio nel periodo di punta. Se il consumo medio orario ci 1.000 litri/ora è utilizzato in 15 min. a 1,1 l/s, considerando le temperature di erogazione (da 15 a 45°C) e dello stoccaggio (da 60 a 20°C) ti serve un accumulo da 750 litri trascurando il contributo della caldaia. Per la potenza della caldaia nella peggiore delle ipotesi: 15 minuti di utilizzo e 45 di ricarica per essere pronti dopo 1 ora a una nuova erogazione ecco che la potenza termica necessaria è di circa 46 kW. Se posizioni la sonda sanitario della caldaia in basso puoi considerare una ricarica di 60 minuti e quindi la potenza della caldaia scende a 35 kW. Nel mezzo ci sono tutte le situazioni intermedie con possibile riduzione del volume e della potenza della caldaia.
Giuseppe_R
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Re: Dimensionamento accumulo ACS con scambiatore a piastre

Messaggio da Giuseppe_R »

Ronin ha scritto: mer lug 11, 2018 08:23 Ad occhio sono incongruenti le portate media e di picco.
Se la qm è 1000 l/h su 2 ore di periodo di picco e la qmax 1,1 l/s (sono 7-10 utenze aperte contemporaneamente: che edificio è?)
Abser ha scritto: mer lug 11, 2018 13:37 Per la potenza della caldaia nella peggiore delle ipotesi: 15 minuti di utilizzo e 45 di ricarica per essere pronti dopo 1 ora a una nuova erogazione ecco che la potenza termica necessaria è di circa 46 kW. Se posizioni la sonda sanitario della caldaia in basso puoi considerare una ricarica di 60 minuti e quindi la potenza della caldaia scende a 35 kW. Nel mezzo ci sono tutte le situazioni intermedie con possibile riduzione del volume e della potenza della caldaia.
Gli ambienti serviti sono due: una villa con 4 bagni (9 lavabi WC, 4 doccie) e 1 lavabo cucina. Vi abitano persone che fanno inserimenti lavorativi e quindi concentrano l'utilizzo al rientro la sera, tra doccie e cucina per la cena. Calcolando le UC=19 viene fuori una portata di progetto di 0,85l/s
Il secondo ambiente è una casa con due bagni (1 lavabo cucina, 2 lavabi WC, 1 bidet, 1 doccia e una vasca), famiglia di 5 persone. Qui non c'è un vero e proprio periodo di punta. Le UC sono 11 e la portata di progetto è 0,5l/s. Il valore di 1,1l/s l'ho stimato come 0,85+0,5*0,5 (una mia ipotesi). Forse si può scendere a 1,0l/s ma non mi allontanerei più di tanto da questo per il calcolo dello scambiatore.

Come detto il consumo di ACS è abbastanza concentrato prima di cena. Ipotizzando 4 doccie in uso, con un paio di lavabi WC e magari un lavabo cucina si arriva a 0,8-0,95l/s da garantire per 10-15min. Questa è la mia base di calcolo. Ora tenendo conto che per il discorso Conto Termico devo garantire un accumulo importante di acqua tecnica (è una caldaia a biomassa), la capacità di accumulo non mi manca. Per questo pensavo di dedicare un serbatoio di 1000-1200l all'ACS (tanto comunque lo devo mettere) ed una caldaia di 55-65kW. Ma non vorrei esagerare, tutto qui.
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