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Calcolo del Serbatoio di Accumulo
ESEMPIO
Selezione del Serbatoio di Accumulo
Il serbatoio di accumulo è selezionato per una fonte di calore precedentemente scelta (caldaia) e calcolato in modo che possa accumulare tutto il calore prodotto da questa fonte, oppure per un consumatore che deve essere fornito di calore prodotto da una fonte a bassa potenza prima del tempo di consumo del calore.
La priorità nella selezione di un serbatoio di accumulo sarà la fonte, se la sua potenza o il tempo di produzione del calore è limitato, ad esempio:
- In uno schema con una caldaia a combustibile solido per accumulare calore da un carico di combustibile e il suo successivo utilizzo da parte del sistema di riscaldamento durante il giorno.
- In un collettore solare per raccogliere calore durante le ore di luce e il suo utilizzo di picco o uniforme durante il giorno nel sistema di approvvigionamento di acqua calda.
La priorità nella selezione di un serbatoio di accumulo sarà il consumatore, se è necessario coprire un carico di calore specifico in un tempo determinato, ad esempio:
- Nei sistemi di riscaldamento in cui la fonte di calore è una caldaia elettrica che funziona solo durante la tariffa ridotta notturna.
- Nei sistemi di approvvigionamento di acqua calda con un consumo di picco elevato di acqua calda e il riscaldamento di questa acqua da una fonte a bassa potenza durante il giorno (questo schema è utilizzato nei bagni).
Calcolo del Serbatoio di Accumulo
Il calcolo del serbatoio di accumulo consiste nel determinare la capacità di accumulo del volume d'acqua immagazzinato. La capacità di accumulo dell'acqua è caratterizzata da una capacità termica di 4,187 kJ * kg/°C. Ciò significa che per riscaldare un chilogrammo d'acqua di 1°C, è necessario fornire una quantità di calore equivalente a 4,187 kJ, che equivale anche a 1 kcal = 1,163 W. Ad esempio, se abbiamo un serbatoio di accumulo con un volume di 1000 litri (si presume che la massa di 1 litro d'acqua sia pari a 1 kg) e lo riscaldiamo a 50°C, accumulerà un'energia termica di 1000 * 50 = 50.000 kcal = 0,05 Gcal = 58 kWh. Rimuovendo il calore e raffreddando il serbatoio di 50°C, verranno rimossi rispettivamente 0,05 Gcal di calore.
A seconda dello schema di applicazione, vengono utilizzati diversi metodi di calcolo dei serbatoi di accumulo, ma in generale, durante la selezione si dovrebbero considerare i seguenti fattori:
- Maggiore è la differenza tra il consumo di calore di picco e la media oraria, e maggiore è la sua durata, maggiore deve essere il volume del serbatoio di accumulo.
- Maggiore è l'apporto di calore di picco e minore è la sua durata, maggiore deve essere la potenza dello scambiatore di calore, sia esso esterno o integrato nel serbatoio di accumulo.
- La pressione nominale del serbatoio di accumulo PN deve essere superiore alla pressione operativa massima al punto di collegamento.
- Nei serbatoi di accumulo con due o più scambiatori di calore, i sistemi con temperature più elevate vengono collegati agli scambiatori superiori e quelli con temperature più basse agli scambiatori inferiori.
- Il serbatoio di accumulo collegato a una caldaia a combustibile solido deve immagazzinare il calore generato da almeno un carico della caldaia.
- Tutti gli schemi con serbatoi di accumulo devono avere un vaso di espansione e una valvola di sicurezza.
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