Posizione serbatoio inerziale centrale frigorifera

[Tom Bishop]

Sto valutando per conto di un cliente lo schema di una centrale frigorifera che ha acquistato "chiavi in mano" da un famoso produttore di chiller e sistemi nel settore alimentare. Vedo che utilizza il serbatoio inerziale come equilibratore idraulico e sulla scorta di quanto ci siamo sempre detti in questo forum e per le varie letture che ho fatto sull'argomento alzo la mano e esprimo qualche perplessità. Tutti mi hanno guardato come un marziano. Nell'ultimo manuale Aicarr è riportato in maniera più che comprensibile che non è una soluzione progettuale percorribile.



Ho provato ad argomentare spiegando che il posizionamento dell'inerziale in quel punto provoca un aumento della temperatura di spillamento, stante che normalmente la portata sul secondario è maggiore di quella del primario. Ma niente, mi dicono che loro fanno così da sempre.

Mi chiedo anche se il volume di accumulo specificato (5000 litri) sia sufficiente visto che i gruppi sono da 0.9MW l'uno.



Mi piacerebbe discuterne con chi è più esperto di me quando si parla di refrigeratori di queste dimensioni.

[NoNickName]

E' certamente sbagliato. Il serbatoio di accumulo va messo sul ritorno in serie. Anche su questo forum se n'è discusso a iosa.

Per quanto riguarda il volume, va calcolato rispetto al tempo minimo di accensione alla minima potenza.
Supponiamo che la min % di potenza frigorifera sia del (ipotizzo) 20% e il tempo minimo di accensione del compressore 6 min.
In questo tempo l'energia trasferita al circuito frigorifero sarà 900kW * 0.2 * 6/60 = 18kWh ~= 15.5Mcal
Supponiamo che il chiller sia progettato per 12/7°C, quindi la differenza di entalpia di 5000litri tra 12/7°C è 25Mcal

Se non ho sbagliato i conti, con i dati ipotizzati l'energia contenuta nel serbatoio garantisce il funzionamento alla minima potenza per più del tempo minimo, e quindi è sufficiente.
Ovviamente andrebbe aggiunto al volume del serbatoio anche quello dell'impianto, calcolato nell'ipotesi che le valvole deviatrici siano tutti in deviazione sulla via traversa, ma in questo caso è pleonastico.


EDIT: se i chiller sono due, allora non è più sufficiente, perché ognuno dei chiller deve essere in serie allo stesso serbatoio, cioè i chiller tra loro in parallelo, e non possiamo ipotizzare (salvo smentita) che i compressori dei chiller siano tra loro collegati alla stessa regolazione che inibisca il funzionamento al minimo di due compressori appartenenti a due chiller diversi.
Cioè in altre parole il concetto è dal punto di vista della regolazione, anzichè essere 2 chiller da 3 compressori, di fatto sia 1 chiller con 6 compressori.


Un secondo criterio pratico (un po' spannometrico), tramandato tra gli idraulici, è quello di far sì che il serbatoio inerziale sia pari ad almeno 5 volte il volume dell'impianto (escluso il chiller stesso). Ovviamente sempre in serie.

EDIT2: dimenticavo. Il conto dell'entalpia andrebbe fatto rispetto alla banda proporzionale del chiller. Io ho ipotizzato accensione a 12°alla minima potenza e spegnimento a 7°alla minima potenza quindi una banda proporzionale di 5K. Se il chiller ha una banda di ad es.:2K, o non si accende alla minima potenza, allora l'energia nel serbatoio è 2/5 o anche meno di quella calcolata prima, e quindi non sarà sufficiente.

[Esa]

Concordo con nnn. Serbatoio sul ritorno.
La regola Delchi era:
P (in W) / 40 = capacità serbatoio (in litri).

[NoNickName]

Concordo con nnn. Serbatoio sul ritorno.
La regola Delchi era:
P (in W) / 40 = capacità serbatoio (in litri).

Beh, nel caso specifico, 2 chiller da 900kW, delchi avrebbe richiesto 45 m3 di accumulo... mi sembra una follia.

[Esa]

Non sono stato preciso.
P= potenza minima.
Quindi, se un gruppo era a 4 gradini:
V = P/40x4
Nel caso di 2 gruppi da 900 kW, la potenza minima potrebbe essere pari al 20% di un gruppo (orientativamente).
Quindi, circa 5.000 litri.

[Tom Bishop]

NNN sono perfettamente d'accordo con te, ma il costruttore non ne vuole sapere. Mi dice che garantisce l'impianto solo fatto così. Non c'è verso di fargliela capire.
Voglio comunque fare alcune riflessioni, so bene che in questo forum se ne è discusso parecchio, ma non su impianti di queste potenze.
Mettendo il serbatoio in serie sul ritorno devo comunque fare un collegamento tra andata e ritorno per equilibrare le portate tra primario, a portata fissa, e secondario a portata variabile. Il secondario può avere una portata di molto superiore al primario. Questo collegamento non funziona di fatto come il serbatoio collegato come equilibratore? Ho sempre una miscela sul secondario dovuta alla sua maggior portata e dunque un innalzamento della temperatura di andata. Penso sia questa la questione più importante. Il secondario dovrebbe sempre avere una portata uguale o inferiore al primario e non il contrario, altrimenti perdo in temperatura. Mi chiedo quale differenza fa equilibrare su un serbatoio rispetto ad un collegamento di compensazione.
Per quanto riguarda il contenuto minimo, io avrei fatto almeno 5000 litri per ciascun chiller. Me ne trovo la metà e per di più utilizzato come equilibratore e dunque, secondo me, coinvolto per la metà della sua capacità, ossia 2500.

[NoNickName]

Questo collegamento non funziona di fatto come il serbatoio collegato come equilibratore?

I problemi vanno affrontati allo stesso modo con cui si mangia un elefante: un pezzo alla volta. Una cosa è il serbatoio inerziale, una cosa è la compensazione delle portate.
Se il costruttore non ne vuole sapere, è meglio che acquistiate i chiller da qualcun altro, più competente.
Se cadono su questioni idrauliche così banali, figurati il resto del chiller come sta messo.

Ho sempre una miscela sul secondario dovuta alla sua maggior portata e dunque un innalzamento della temperatura di andata.

Appunto, quindi non va bene. Inutile dire che il chiller è classe A+, se poi perdi due gradi per la miscelazione.

Penso sia questa la questione più importante. Il secondario dovrebbe sempre avere una portata uguale o inferiore al primario e non il contrario, altrimenti perdo in temperatura. Mi chiedo quale differenza fa equilibrare su un serbatoio rispetto ad un collegamento di compensazione.

Ma chi è il progettista termotecnico? Tu sei solo un consulente?
Cosa c'è al secondario? Valvole 2vie o 3vie o cos'altro? Bisogna lavorare sul circuito d'utenza, non mettersi le fette di salame sugli occhi e buttare dentro un serbatoio in bypass.

Non sono stato preciso.

Ah, ok.

[SuperP]

Mettendo il serbatoio in serie sul ritorno devo comunque fare un collegamento tra andata e ritorno per equilibrare le portate tra primario, a portata fissa, e secondario a portata variabile. Il secondario può avere una portata di molto superiore al primario. Questo collegamento non funziona di fatto come il serbatoio collegato come equilibratore?

Assolutamente si.

Ho sempre una miscela sul secondario dovuta alla sua maggior portata e dunque un innalzamento della temperatura di andata. Penso sia questa la questione più importante. Il secondario dovrebbe sempre avere una portata uguale o inferiore al primario e non il contrario, altrimenti perdo in temperatura. Mi chiedo quale differenza fa equilibrare su un serbatoio rispetto ad un collegamento di compensazione.

Il problema è il rimescolamento dentro all'inerziale, anche solo per stratificazione, che ti fa pescare acqua a temperatura comunque inferiore a quella di proveniente dal primario, anche in caso di portata al primario superiore di quella al secondario.

In molti sopperiscono a questo problema con l'inerziale a tre tubi.
1 tubo Mandata primario (dalla quale spilli per il recondario)
1 tubo Ritorno primario
1 tubo ritorno secondario

In questo caso non hai, ALMENO, i problemi di stratificazione e rimescolamento sugli inerziali usati come compensatore a 4 tubi.

[Esa]

Perché non riflettere su quanto dice, a ripetizione, nnn ? Lavorare "dietro le quinte" dei progettisti (sui chiller, in questo caso), non suggerisce di alzare le antenne?
La risposta, su un forum può essere approssimata: si scrive, talvolta, in fretta e senza troppo riflettere (ne so qualcosa ...) ?
Ad esempio, parlare di stratificazione su un serbatoio compensatore con acqua a 10°C: si ha esperienza di questo fenomeno in un impianto in funzione?
Se uno non crede a nnn, può leggere i capitoli 13 e 43 di ASHRAE Systems and Equipment del 2020 (ma anche a partire dal 1980): non vengono ridadite da decenni le stesse cose che dice nnn ? Magari "meno sinteticamente", come è giusto che sia.

[Esa]

Senza una visione complessiva del progetto (generazione del freddo e suo utilizzo), forse diventa difficile il dibattito.
Magari si scopre che l'utenza ha bisogno di acqua a 15°C?

[NoNickName]

Senza una visione complessiva del progetto (generazione del freddo e suo utilizzo), forse diventa difficile il dibattito.
Magari si scopre che l'utenza ha bisogno di acqua a 15°C?

Ma anche così, che senso ha produrre acqua a 12°C per averla a 15°?
Questo messaggio viewtopic.php?f=2&t=15343&p=93616&hilit ... nte#p93616 è del 2012, e siamo qui ancora a discutere delle stesse cose 8 anni dopo.

[Esa]

"... che senso ha produrre acqua a 12°C per averla a 15°?".
Dal punto di vista dell'efficienza, nessun vantaggio, anzi ... Dal punto di vista del costruttore, meno problemi.
La bolletta si paga senza troppi "commenti" (al massimo uno se la prende con il governo), l'intervento del manutentore, è "fastidioso".

[Esa]

Scusate: ma sono solo io che vedo un'orario quanto meno "strano"? Per esempio, il messaggio di Tom alle 5,17?

[Ronin]

Questo messaggio viewtopic.php?f=2&t=15343&p=93616&hilit ... nte#p93616 è del 2012

secondo me nnn lavora per il mossad

[Tom Bishop]

Senza una visione complessiva del progetto (generazione del freddo e suo utilizzo), forse diventa difficile il dibattito.
Magari si scopre che l'utenza ha bisogno di acqua a 15°C?

Si tratta di un impianto per la produzione di acqua refrigerata a -2°C con ritorno a 3°C. Serve per produrre acqua gelida a 1°C. Anche mezzo grado è molto importante.
Il secondario ha una portata variabile e il costruttore afferma che è meglio disporre di un accumulo con acqua pronta all’utilizzo. A me sembra una grande ca**ata in quanto la portata delle pompe del secondario è di 400mc/h e 5mc di serbatoio durano 1 minuto.

Non è che non voglio ascoltare NNN, anzi, sto cercando di aiutare il mio cliente a far cambiare lo schema funzionale.

Il mio ruolo è quello di advisor.

[simcat]

Per la verifica della capacità dell'inerziale, hai tenuto conto del contenuto dell'impianto? O meglio si verifica il contenuto minimo dell'impianto, la differenza è il serbatoio inerziale.

Concetto da espresso prima…sorry

[NoNickName]

in quanto la portata delle pompe del secondario è di 400mc/h e 5mc di serbatoio durano 1 minuto.

Impianto enologico?

1800*860/5/1000 = 309 mc/h *1.08 (glicole) = 333 mc/h sul primario e 400 mc/h sul secondario. Più bello di così? Perchè miscelare?
Ma anche fosse 309 o 333 o 400, il conto che stai facendo è poco realistico, perché tu non parti da 0kW e arrivi ad un carico di 1800kW in 1 minuto.
In altre parole non devi soddisfare il carico di 1800kW con l'inerziale. Tu devi far fronte al carico minimo con il serbatoio, per evitare spunti e ripartenze dei compressori.

Se vuoi veramente avere un serbatoio di acqua gelida pronta all'utilizzo, allora è meglio un accumulo di ghiaccio. Il calore latente di fusione dell'acqua richiede 80Kcal/kg, quindi saresti in grado di accumulare 80/5K=16 volte più energia negli stessi 5mc.
Ciò non toglie che va in serie COMUNQUE.

[Tom Bishop]

Impianto enologico?

Caseificio

[Tom Bishop]

Se uno non crede a nnn, può leggere i capitoli 13 e 43 di ASHRAE Systems and Equipment del 2020 (ma anche a partire dal 1980)

Io ho la versione 2012, ma non trovo nulla riguardo al posizionamento dell'inerziale.

[Tom Bishop]

Tu devi far fronte al carico minimo con il serbatoio, per evitare spunti e ripartenze dei compressori.

Si certo è quello che ho cercato di spiegare in vano ai costruttori dei chiller.

[Ronin]

@nnn: cmq da un accumulo di ghiaccio non puoi estrarre l'intero calore latente, di solito si considerano 60 kcal.

@tom: scusa ma non ho capito come possiamo aiutarti, se il concetto tecnico ti è chiaro e condiviso (peraltro oggigiorno per potenze MW con frigo a vite come credo saranno non di fanno neanche più i primari a portata costante, anzi, si comincia a non fare proprio più i primari ma un unico circuito a portata variabile con limite minimo sulla portata) cosa cerchi? Un riferimento normativo?

[Tom Bishop]

@tom: scusa ma non ho capito come possiamo aiutarti, se il concetto tecnico ti è chiaro e condiviso (peraltro oggigiorno per potenze MW con frigo a vite come credo saranno non di fanno neanche più i primari a portata costante, anzi, si comincia a non fare proprio più i primari ma un unico circuito a portata variabile con limite minimo sulla portata) cosa cerchi? Un riferimento normativo?

Volevo solo recuperare qualche informazioni e esperienza dal forum ad ulteriore conferma della mia tesi.
Ho chiesto il primario a portata variabile ma non lo fanno.

[Ronin]

a ulteriore conferma posso dire che su 6 centrali frigorifere condensate ad acqua che gestiamo, di taglia dai 3 ai 15 MW (tutte primario portata costante e secondario variabile con ramo di bypass con valvola di taratura per equilibrare, costruite negli anni dal 2000 al 2010 e poi ripetutamente ampliate), nessuna ha un serbatoio inerziale, perchè in tutti i casi il volume delle tubazioni (dimensionate generosamente, per poter gestire senza patemi gli ampliamenti degli ospedali che sono sempre in movimento, e di notevole lunghezza, vista l'estensione dei complessi edilizi) è già più che sufficiente ad evitare cicli troppo gravosi di accensione e spegnimento dei compressori.
per dire, il volume del circuito del PO di Rimini (15 MW circa di potenza installata) è circa 220 m3; più in serie di così...
(è chiaro che in un impianto industriale, dove puoi mettere i chiller "sopra" il punto di utilizzo, il circuito potrebbe anche essere cortissimo, resta il fatto che l'accumulo si fa in serie e ovviamente sul ritorno, visto che il suo ruolo è appunto di star fermo, e quindi è bene che sia fatto nel punto a temperatura più alta possibile)

PS: 'sto costruttore di chiller che non fa il primario a portata variabile e mette l'accumulo come disgiuntore più che famoso rischia di diventar famigerato...

[Esa]

"Io ho la versione 2012, ma non trovo nulla riguardo al posizionamento dell'inerziale."
Nella versione 2020 se ne parla diffusamente al capitolo 13 ((Hydronic Heating and Cooling) e al capitolo 43 (Liquid-Chilling Systems).