Schemi di collegamento del serbatoio di accumulo

Lo schema di collegamento dell'accumulatore di calore dipende dai regimi termici e idraulici della fonte e del consumatore di calore, nonché dal numero di fonti e consumatori.

Lo schema di collegamento diretto dell'accumulatore di calore al circuito della fonte e del consumatore di calore viene utilizzato quando:

• Le esigenze di qualità del fluido termovettore nel circuito della fonte e del consumatore di calore sono identiche.
• La pressione di esercizio del consumatore di calore (in tutti i regimi) non supera la pressione massima ammissibile per la fonte di calore e per l'accumulatore di calore stesso.
• La temperatura del fluido termovettore nell'accumulatore di calore corrisponde, in tutti i regimi, alla temperatura richiesta per il consumatore.

Questo schema viene utilizzato nei piccoli sistemi di riscaldamento delle abitazioni private con regolazione quantitativa sugli apparecchi di riscaldamento. Pertanto, all'uscita della fonte di calore, e quindi nell'accumulatore di calore, viene mantenuta una temperatura costante.

Se il regime termico del consumatore prevede una regolazione qualitativa con una temperatura variabile del fluido termovettore a seconda dell'ora del giorno o della temperatura esterna, questo schema viene integrato con un modulo di miscelazione.

Lo schema di collegamento del consumatore all'accumulatore di calore con modulo di miscelazione viene utilizzato quando:

• Le esigenze di qualità del fluido termovettore nel circuito della fonte e del consumatore di calore sono identiche.
• La temperatura del fluido termovettore all'uscita della fonte di calore in qualche regime supera la temperatura richiesta per il consumatore.
• La pressione di esercizio del consumatore di calore (in tutti i regimi) non supera la pressione massima ammissibile per la fonte di calore e per l'accumulatore di calore stesso.

Questo schema viene utilizzato nei sistemi di riscaldamento con regolazione qualitativa, in cui la temperatura del fluido termovettore che entra nel sistema di riscaldamento dipende dalla temperatura esterna, dall'ora del giorno, dal giorno della settimana o dalla temperatura dell'aria nel locale di controllo.

Il fluido termovettore caldo, prelevato dalla parte superiore dell'accumulatore di calore, viene miscelato da una valvola a tre vie con il fluido del circuito di ritorno in una proporzione necessaria per ottenere la temperatura desiderata della miscela che entra nel sistema di riscaldamento.

La capacità di mantenere la temperatura dell'acqua nell'accumulatore di calore il più alta possibile è un vantaggio di questo schema, poiché consente di aumentare la capacità di accumulo.

Se la pressione di esercizio del consumatore supera la pressione di esercizio dell'accumulatore di calore o della fonte, viene utilizzato un collegamento indipendente del consumatore (attraverso uno scambiatore di calore).

Se la pressione di esercizio nel circuito della fonte di calore supera la pressione ammissibile per l'accumulatore di calore o il sistema di riscaldamento, viene utilizzato uno schema con uno scambiatore di calore nel circuito della fonte.

Lo schema di collegamento dell'accumulatore di calore con scambiatore di calore integrato viene utilizzato quando:

• La pressione di esercizio nel circuito della fonte di calore supera la pressione ammissibile per il sistema di riscaldamento.
• Esigenze diverse di qualità del fluido termovettore nel circuito della fonte di calore e del consumatore di calore.

Se la superficie degli scambiatori di calore integrati nell'accumulatore non è sufficiente per riscaldare il volume d'acqua richiesto nel tempo stabilito, vengono utilizzati schemi con scambiatore di calore esterno e pompa di carico.

Lo schema di collegamento dell'accumulatore di calore con scambiatore di calore esterno e pompa di carico viene utilizzato quando:

• Gli scambiatori di calore integrati in serie non garantiscono il riscaldamento del serbatoio nel tempo stabilito.
• La pressione del fluido termovettore nel circuito della fonte di calore supera la pressione ammissibile per il consumatore o l'accumulatore di calore.
• Esigenze diverse di qualità del fluido termovettore nel circuito del consumatore e della fonte di calore.

Gli accumulatori di calore con serbatoio integrato sono utilizzati per il collegamento di sistemi di acqua calda sanitaria con consumi di picco elevati ma di breve durata.

Questi accumulatori di calore si distinguono per la loro capacità di rispondere temporaneamente a elevate esigenze di acqua calda, ma dopo il riempimento del serbatoio integrato con acqua fredda, il riscaldamento richiederà tempo.

Nei sistemi che richiedono una potenza di riscaldamento continua elevata, vengono installati accumulatori di calore con scambiatore di calore integrato o esterno per i sistemi di acqua calda sanitaria.

Lo schema di collegamento dell'accumulatore di calore con scambiatore di calore per acqua calda sanitaria viene utilizzato quando sono necessarie elevate potenze di riscaldamento continuo per l'acqua calda sanitaria.

Gli accumulatori di calore con scambiatore di calore per acqua calda sanitaria forniscono elevate potenze di riscaldamento continuo, ma non possono coprire i picchi di domanda al di fuori di tale intervallo.

Se la potenza continua richiesta per il riscaldamento dell'acqua non è garantita dagli scambiatori di calore integrati in serie, viene utilizzato un accumulatore di calore con scambiatore di calore esterno e pompa di carico.

Schema bivalente di collegamento dell'accumulatore di calore con collettore solare. Il collettore solare viene collegato all'accumulatore di calore tramite uno scambiatore di calore integrato nella parte inferiore del serbatoio. Si prevede un funzionamento con il massimo accumulo di energia solare possibile, con riscaldamento supplementare da una seconda fonte, se necessario.

In questo schema, la fonte aggiuntiva può essere una caldaia a gas, a combustibili solidi o elettrica.

Il collegamento del consumatore tramite l'accumulatore di calore da più fonti di calore. L'uso di più fonti di calore nei sistemi moderni è giustificato dal costo variabile dell'energia termica prodotta da ciascuna di esse.

L'energia termica prodotta dal sole è la più economica, ma non è sempre disponibile e i suoi picchi di produzione non coincidono generalmente con i picchi di consumo.

L'energia termica prodotta da una pompa di calore è più costosa rispetto a quella del collettore solare, ma è sempre disponibile. Tuttavia, per coprire l'intera potenza termica richiesta con una pompa di calore sono necessari ingenti investimenti, pertanto la potenza della pompa di calore è solitamente inferiore a quella richiesta dal sistema.

L'energia termica prodotta da una caldaia a gas, elettrica o a combustibili solidi è la più costosa e viene utilizzata solo per il riscaldamento supplementare quando le prime due fonti non sono sufficienti.

L'accumulatore di calore consente di immagazzinare energia termica da più fonti e distribuirla a uno o più consumatori. Le fonti a bassa temperatura, come la pompa di calore e il collettore solare, vengono collegate alla parte inferiore del serbatoio, mentre le fonti ad alta temperatura, come le caldaie a combustibili solidi, a gas o elettriche, vengono collegate alla parte superiore.

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