Soddisfare
- Il principio di miscelazione di flussi di diverse temperature
- Sistema con isolamento idraulico dei mezzi termici
La maggior parte dei moderni sistemi di riscaldamento ha un difetto iniziale che rende impossibile organizzare il riscaldamento in modo efficiente con una caldaia di riscaldamento batch. Il problema non è nel principio della combustione del combustibile, sebbene non tutto sia liscio, ma nell’organizzazione del trasferimento di calore da una fonte di calore: la parte anteriore della combustione di combustibile solido nello spazio aereo dei salotti di una casa o di un appartamento. Gli accumulatori di calore sono progettati per compensare le perdite causate dal funzionamento periodico della caldaia. Per essere precisi, è necessario un accumulatore di calore per qualsiasi caldaia di riscaldamento batch.
Il dispositivo, chiamato con orgoglio l’accumulatore di calore per il riscaldamento di caldaie, è un serbatoio di notevole capacità, che raggiunge in alcuni casi fino a 10 tonnellate di acqua, con un sistema di scambiatori di calore interni. Cosa dovrebbe dare l’uso di un accumulatore di calore:
- Accumulo sicuro di calore in eccesso generato dalla caldaia nel flusso d’acqua del liquido di raffreddamento;
- Aumentare la durata del ciclo di riscaldamento-raffreddamento dell’impianto di caldaia, semplificandone in tal modo la manutenzione, liberandolo dal doverlo avviare di notte o in un momento inopportuno;
- Aumentare l’efficienza del lavoro e aumentare la risorsa di caldaie per il riscaldamento.
Oltre a una caldaia per riscaldamento a combustibile solido, i sistemi per caldaie per riscaldamento elettrico necessitano anche di un accumulatore di calore. In questo caso, l’uso di un accumulatore di calore è dettato da una scelta artificiale a favore del riscaldamento periodico, e solo di notte, quando è possibile utilizzare un tasso preferenziale più favorevole.
La progettazione di caldaie per riscaldamento moderne per il bene del produttore è ottimizzata il più possibile in termini di costi e costi di produzione. Una moderna caldaia per riscaldamento è realizzata in lamiera d’acciaio con costi minimi per rame e nichel scarsi e costosi e funziona in modalità stufa «stufe di ceramica».
Nel suo dispositivo non c’è nemmeno un accenno di accumulatore di calore. Una tale caldaia di riscaldamento, in linea di principio, non è in grado di accumulare energia termica. Confronta una moderna caldaia a pellet o carbone con le vecchie costruzioni pesanti di caldaie in ghisa, e ancora meglio, con l’installazione di una normale stufa in pietra del villaggio. In quest’ultimo caso, le funzioni dell’accumulatore di calore sono eseguite in modo più efficace dalla muratura, che assorbe direttamente il calore dalla fiamma e si trasferisce uniformemente nell’aria della stanza per 10-12 ore.
Pertanto, una moderna caldaia di riscaldamento è inefficiente senza un accumulatore di calore. Un’unità a propellente solido sarà indispensabile durante il funzionamento e farà a meno di accumulatori di calore multi-tonnellata se nel suo dispositivo appare un sistema di caricamento automatico del combustibile nel forno e successiva pulizia dalla cenere.
Come funziona l’accumulatore di calore ↑
Lo scopo dell’accumulatore di calore è di fornire energia termica aggiuntiva al circuito di riscaldamento dell’acqua dopo che la caldaia di riscaldamento ha ridotto o smesso di generare calore. Per fare questo, in un enorme serbatoio c’è una grande quantità di acqua bollente ad una pressione di circa 3 atm. Uno scambiatore di calore viene saldato nel corpo del serbatoio, per mezzo del quale «Scarica» riscaldare la batteria e invertire la selezione sul sistema di riscaldamento. Spesso uno scambiatore di calore aggiuntivo è incorporato nel serbatoio per ottenere acqua calda per le esigenze della cucina e del bagno.
Il principio di miscelazione di flussi di diverse temperature ↑
Per riscaldare rapidamente l’ambiente, l’accumulatore di calore che utilizza una valvola a tre vie viene disattivato dal movimento del refrigerante riscaldato. Solo dopo aver riscaldato il flusso d’acqua nei tubi oltre i 60diC, l’acqua del serbatoio di accumulo termico è collegata al circuito. E, mentre la caldaia funziona, il calore va in due direzioni: verso l’azionamento e verso i termosifoni.
Vi sono alcuni aspetti positivi di questo principio:
- Riscaldamento rapido del soggiorno e solo successivamente il calore in eccesso viene scaricato nell’accumulatore di calore;
- Il principio di miscelazione fornisce un efficiente trasferimento di calore;
- L’approvvigionamento idrico nell’accumulatore di calore è una riserva strategica per la caldaia, impedendo così il suo possibile esaurimento in caso di violazione della circolazione dell’acqua nell’impianto di riscaldamento.
Idealmente, l’acqua che circola nello scambiatore di calore caldo della caldaia di riscaldamento non dovrebbe essere miscelata con il liquido di raffreddamento che scorre attraverso il sistema di riscaldamento. Pertanto, spesso negli accumulatori di calore usano uno schema diverso – con isolamento idraulico e separazione del flusso.
Sistema con isolamento idraulico dei portatori di calore ↑
In questo schema, l’accumulatore di calore svolge il ruolo di uno degli elementi del circuito di alimentazione del calore; non può essere escluso dal flusso. In effetti, nell’accumulatore di calore c’è un costante trasferimento di calore dal rilascio «caldo» il contorno della caldaia di riscaldamento e la massa residua di acqua o refrigerante che circola nel sistema di riscaldamento.
Cosa dà:
- Uno scambiatore di calore ad alto carico di una caldaia per riscaldamento richiede l’uso di acqua speciale purificata da impurità e ossigeno. Solo tale acqua garantisce una lunga durata dei tubi e delle guarnizioni degli scambiatori di calore. Lo stock della quantità richiesta di acqua preparata viene immagazzinato in una caldaia aggiuntiva.
- Per mezzo di uno speciale schema di acqua riscaldata dal serbatoio di accumulo termico, la temperatura del fluido selezionato può essere facilmente controllata, il che semplifica il sistema di controllo del riscaldamento.
Gli svantaggi includono la necessità di dispositivi aggiuntivi: due pompe: circolazione del refrigerante e sistemi di alimentazione. A volte per il backup utilizzare un paio di dispositivi: un convertitore di tensione e una batteria elettrica per una caldaia di riscaldamento. In caso contrario, un’interruzione dell’alimentazione può portare a un grave incidente nel circuito primario..
Uno schema più complesso e migliorato prevede l’uso di due scambiatori di calore separati, combinati in un alloggiamento dell’accumulatore di calore. Questo è un modo più razionale di organizzare il funzionamento di un accumulatore di calore con un alto grado di ridondanza. Può essere raccomandato a chi vuole realizzare un accumulatore di calore per una caldaia di riscaldamento con le proprie mani.
Costruire internamente un accumulatore di calore ↑
Per realizzare un dispositivo di accumulo di calore, è necessario determinare la potenza termica della batteria. Esiste una certa tecnica per costruire un sistema di accumulo. La quantità di acqua nella batteria viene prelevata in base a 30-40 litri di liquido per ogni 1000 W di potenza termica della caldaia. In questo caso, per una casa a 100m2 un’area riscaldata richiederà una capacità di 350-400 litri. L’opzione migliore sarebbe quella di utilizzare un serbatoio della caldaia già pronto, con sensori per livello dell’acqua, pressione e temperatura.
Se si seleziona un sistema di miscelazione come schema di lavoro, funziona correttamente anche in assenza di pompe speciali, sarà necessario installare una valvola di blocco a tre posizioni aggiuntiva nel circuito di riscaldamento.
I circuiti più semplici richiederanno il montaggio di uno o due scambiatori di calore nel serbatoio ↑
È meglio utilizzare uno scambiatore di calore realizzato con lo stesso materiale del serbatoio. Ciò garantisce una normale qualità di saldatura durante l’installazione dello scambiatore di calore. Inoltre, nella cavità dell’accumulatore di calore, è meglio applicare una protezione anodica con elettrodi di magnesio, simile alle caldaie elettriche ad acqua calda. Le pareti esterne del serbatoio – accumulatore di calore avvolgono i tappetini isolanti o la lana minerale.
Opzioni promettenti per gli accumulatori di calore ↑
Una delle soluzioni interessanti erano batterie di piccole dimensioni che utilizzano paraffine fusibili o oli di silicone al posto dell’acqua. A causa della capacità termica significativamente più elevata, è diventato possibile utilizzare sistemi di accumulo sicuri di piccole dimensioni per le caldaie elettriche dei sistemi di riscaldamento degli appartamenti. Invece di un serbatoio pesante da 300 litri, è previsto l’utilizzo di una batteria a due sezioni con un volume totale di 50 l di refrigerante con una riserva di calore di 15 kWh.
