Progettazione del serbatoio di accumulo

La costruzione di un serbatoio di accumulo è un serbatoio in acciaio, sigillato e termicamente isolato, con collegamenti per una fonte di calore e un consumatore. A seconda delle condizioni di utilizzo, un serbatoio di accumulo può contenere i seguenti elementi:

Uno scambiatore di calore nella parte inferiore del serbatoio
Un serbatoio integrato per il sistema di approvvigionamento di acqua calda
Uno scambiatore di calore integrato per il sistema di approvvigionamento di acqua calda
Anodo di magnesio
Un riscaldatore elettrico
Un dispositivo per il riscaldamento a strati

Poiché diverse fonti di calore e consumatori possono essere collegati a un unico serbatoio di accumulo, il numero di collegamenti nella sua progettazione può variare.

Serbatoi di accumulo senza scambiatore di calore, con collegamento diretto del consumatore senza dispositivi di miscelazione aggiuntivi e scambiatori di calore, vengono utilizzati se:

I requisiti di qualità del fluido termovettore nel circuito della fonte di calore e del consumatore sono gli stessi.
La pressione di esercizio nel consumatore di calore (in tutte le modalità) non supera la pressione massima consentita per la fonte di calore e lo stesso serbatoio di accumulo.
La temperatura di esercizio del fluido termovettore (in tutte le modalità) all'uscita della fonte di calore non supera la temperatura massima consentita per il consumatore.

Se la pressione di esercizio nel circuito del consumatore di calore supera la pressione consentita per la fonte o il serbatoio di accumulo in una delle modalità, il collegamento del consumatore deve essere effettuato in un circuito chiuso tramite uno scambiatore di calore.

Se la temperatura nel circuito della fonte di calore può superare la temperatura consentita per il consumatore in una delle modalità, o se il consumatore ha una regolazione di qualità, il collegamento del consumatore viene effettuato tramite un'unità di miscelazione con una valvola a tre vie.

Costruzione di un serbatoio di accumulo con scambiatore di calore

Serbatoi di accumulo con uno scambiatore di calore nella parte inferiore vengono utilizzati se:

La pressione o la temperatura nel circuito della fonte di calore supera i valori consentiti per il consumatore e lo stesso serbatoio di accumulo.
Esistono requisiti di qualità diversi per il fluido termovettore nei circuiti della fonte di calore e del consumatore.
È necessario collegare una fonte di calore aggiuntiva, come un collettore solare o una pompa di calore (sistema bivalente).

Uno scambiatore di calore a spirale realizzato con tubi in acciaio inossidabile lisci o corrugati viene generalmente utilizzato come scambiatore di calore. Per eseguire la manutenzione dello scambiatore di calore, nella costruzione del serbatoio di accumulo è prevista una flangia di revisione.

In tali serbatoi di accumulo, l'acqua circola costantemente, riscaldandosi nella parte inferiore e salendo verso l'alto, mentre l'acqua più fredda scende.

Se la condizione determinante sono i diversi parametri di lavoro del fluido di lavoro nei circuiti della fonte di calore e del consumatore, il circuito della fonte di calore viene collegato allo scambiatore di calore situato nella parte inferiore.

Nei sistemi bivalenti con due o più fonti di calore, la fonte con una temperatura di riscaldamento dell'acqua inferiore, come un collettore solare o una pompa di calore, viene collegata allo scambiatore di calore situato nella parte inferiore del serbatoio.

Serbatoio di accumulo con serbatoio integrato

Serbatoi di accumulo con serbatoio integrato vengono utilizzati quando si collega un sistema di fornitura di acqua calda a una fonte di calore i cui picchi di produzione di calore non coincidono con i picchi di consumo di acqua calda.

Il serbatoio integrato, riempito con acqua sanitaria, viene riscaldato dal fluido termovettore che arriva al serbatoio di accumulo dalla fonte di calore e, quando viene spento, mantiene l'acqua calda fino a quando non viene utilizzata.

I serbatoi di accumulo con serbatoi integrati vengono installati in sistemi di fornitura di acqua calda con picchi di consumo d'acqua a breve termine a causa della loro bassa durata di potenza di riscaldamento, rispetto agli scambiatori di calore a spirale.

I serbatoi integrati nei serbatoi di accumulo sono rivestiti con smalto adatto per acqua sanitaria o realizzati in acciaio inossidabile.

Serbatoio di accumulo di calore con scambiatore di calore per sistema di acqua calda

Serbatoi di accumulo di calore con uno scambiatore di calore integrato per i sistemi di acqua calda vengono utilizzati nei casi in cui non vi sono picchi pronunciati nel consumo d'acqua, ma è necessaria un'elevata potenza di riscaldamento a lungo termine.

L'acqua che entra nel sistema di acqua calda viene riscaldata nello spazio tubolare dello scambiatore di calore a spirale, che si trova principalmente nella parte superiore del serbatoio, con l'ingresso dell'acqua situato in basso e l'uscita nel tubo superiore.

Il tubo liscio o corrugato dello scambiatore di calore integrato è realizzato in acciaio inossidabile adatto al contatto con acqua potabile.

La versatilità degli schemi possibili di accumulo di calore ha portato a numerosi design modificati con l'uso combinato di più dispositivi sopra descritti.

Nelle costruzioni di serbatoi di accumulo di calore per sistemi con elevata attività corrosiva dell'acqua, viene fornito un anodo di magnesio per garantire la protezione catodica elettrochimica del corpo del serbatoio.

Il riscaldamento aggiuntivo dell'acqua è fornito da un riscaldatore elettrico, che può aumentare la temperatura dell'acqua al livello desiderato in caso di temperatura insufficiente dell'acqua proveniente dalla fonte o durante l'assenza di flussi di calore dalla fonte di calore.

Per ridurre l'intensità della miscelazione dell'acqua nella costruzione del serbatoio di accumulo di calore, viene aggiunto un dispositivo di riscaldamento a strati, che consente di aumentare significativamente l'efficienza delle fonti di calore a bassa temperatura, come una pompa di calore.

Lo spessore dell'isolamento termico del serbatoio di accumulo di calore determina la quantità di perdita di calore e il tasso di raffreddamento, quindi nei sistemi che richiedono un accumulo a lungo termine di calore immagazzinato, si consiglia di scegliere una struttura di isolamento termico più spessa.

Nota: Il serbatoio di accumulo di calore è progettato per immagazzinare acqua tecnica calda, e l'acqua per i sistemi di fornitura di acqua può essere riscaldata nello scambiatore di calore integrato o nel serbatoio. I serbatoi progettati per riscaldare e immagazzinare acqua tecnica sanitaria sono presentati nella sezione del nostro catalogo - Serbatoi per scaldacqua.