Discussione: Idea per ridurre le dispersioni termiche nei tubi di raccordo pannello-boiler

Forse avrò scoperto l'acqua calda, come si usa dire, ma cercando una soluzione per poter riutilizzare i tubi di rame (scarsamente coibentati) che andavano a un termosifone che ho tolto (avendo installato pompe di calore) come collegamento tra pannello e boiler di accumulo, l'idea che mi è venuta è di ridurre le dispersioni in questi tubi (lunghi una decina di metri x 2, considerando andata e ritorno) riducendo il tempo di "permanenza" dell'acqua calda nei tubi stessi. Il "trucco" consisterebbe nel mandare acqua fredda, riempire il collettore del pannello (sarebbe ad heat-pipe), attendere che la temperatura raggiunga un valore prefissato, ricaricare nuovamente il collettore con acqua fredda scaricando quella calda nel boiler SOLO QUANDO DAL TUBO DI RITORNO ARRIVA CALDA ricircolando l'acqua fredda che "staziona" nel tubo di ritorno durante gli intervalli. Allego uno schema così si capisce meglio. P è la pompa di circolazione, V è una valvola a due vie (analoga a quelle usate nelle caldaie per deviare l'acqua tra impianto termico e scambiatore a piastre ACS), T1 e T2 sono sensori di temperatura. Una centralina o anche un vecchio PC portatile opportunamente programmati si occuperebbero di "dirigere" il tutto.

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Ha un costo ragionevole...

Per ridurre le dispersioni, il metodo migliore è isolare.


Ciao,

Per isolare meglio i tubi già esistenti dovrei spaccare 10 metri di pavimento. Per posarne di nuovi, a parte il costo dei tubi stessi, dovrei comunque attraversare l'intero appartamento perché l'impianto termico è sul lato nord dell'edificio, mentre i pannelli andrebbero a sud e ci sono quasi 8 metri di distanza tra la parete nord e quella a sud. Nessuna di queste soluzioni è particolarmente economica, a quel punto la spesa per l'impianto solare si potrebbe ammortizzare solo nel 2050, se va bene. Mentre riutilizzando i tubi già posati sotto il pavimento la spesa è nulla, basta allacciarsi ai tubi già esistenti che sono già sulla parete interna sud di una delle stanze forando il muro dalla parte esterna per raggiungerli. Inoltre, anche per chi già avesse un impianto solare con tubi ben coibentati, il sistema che ho proposto ridurrebbe comunque di molto le dispersioni, pertanto mi chiedevo se in realtà è un sistema già largamente utilizzato (per questo dicevo che probabilmente ho scoperto l'"acqua calda").

Se capisco bene creeresti un minicircuito nella zona del pannello, che scalderebbe l'acqua nel collettore e nei tubi del minicircuito. Poi quando il minicircuito ha raggiunto una certa temperatura apriresti (automaticamente) la valvola di apertura verso la conduttura che attraversa casa fino al bollitore.
A livello funzionale sarebbe equivalente mettere un bollitore nei pressi del pannello e scaricarlo nel bollitore principale quando raggiunge una temperatura sufficiente.

Con il tuo minicircuito lavoreresti ad una temperatura superiore, quindi con maggiori dispersioni nel momento in cui invii nella conduttura poco isolata. Piu' e' piccolo il minicircuito piu' spesso cio' accadra', con i conseguenti riscaldamenti e raffreddamenti della conduttura poco isolata.

ciao

Si, toninon, hai compreso a larghe linee il funzionamento. In pratica si utilizzerebbe come mini serbatoio "locale" di accumulo il collettore del pannello (o anche il pannello stesso, se di altro tipo, ad es. piano o a tubi sottovuoto non del tipo heat pipe). Un ulteriore accorgimento per limitare le dispersioni verso i tubi "freddi" durante gli intervalli di accumulo del calore potrebbe essere usare 2 spezzoni di tubo in polietilene reticolato a bassa conducibilità termica (ovviamente coibentato) invece che di rame come ultime sezioni, prima e dopo il collettore, delle tubazioni di mandata e di ritorno, e per ulteriore sicurezza, farli scendere di un metro al di sotto del collettore, in modo da evitare "fughe" di acqua calda verso l'alto per convezione.
Dividendo in fasi il processo:
fase 0) Quando la temperatura letta da T1 supera un valore soglia prefissato si fa partire la pompa, la valvola a 2 vie sarà ancora predisposta per il ricircolo attraverso il by-pass (quindi escludendo dal circuito il serbatoio di accumulo), e l'acqua fredda dei tubi di mandata e di ritorno andrà a riempire il pannello o il suo collettore.
fase 1) appena il sensore T2 "sente" arrivare acqua calda, ovvero la temperatura letta dalla sonda supera una soglia prefissata, la valvola viene commutata e andrà a isolare dal circuito il by-pass e inserire invece nel circuito il serbatoio di accumulo, prendendo l'acqua fredda alla base e caricando quella calda in cima.
fase 2) appena il sensore T2 "sente" arrivare nuovamente acqua fredda, ovvero la temperatura scende sotto una soglia inferiore prefissata, vuol dire che non c'è più "energia" da scaricare nell'accumulo. La pompa viene fermata e la valvola a due vie riportata in posizione "di riposo" (by-pass inserito, accumulo escluso).

Il processo a questo punto torna alla fase 0 e il ciclo si può ripetere all'infinito.

La limitazione delle dispersioni sta nel breve tempo di transito dell'acqua calda nel tubo di ritorno, in pratica se la pompa ha una discreta portata si potrebbero ridurre le dispersioni quasi a zero, indipendentemente dalla temperatura dell'acqua calda accumulata. I tubi di rame si scaldano al passaggio dell'acqua calda, ma il calore verrà restituito in parte quando ci passa acqua più fredda, il calore residuo nel rame non deve far preoccupare, i metalli hanno notoriamente una capacità termica molto bassa, per il rame è 385 J/KgK contro i 4200 dell'acqua.
Se ad esempio il microaccumulo è di un litro e mezzo e si prevede un salto di temperatura di 30° tra ingresso e uscita, l'energia trasferita per ogni "pompata" sarà di 1,5 x 4180 x 30 = 188 KJ. L'andamento della temperatura sulla sonda T2 avrà un andamento a "campana" perché la "prima" acqua calda avrà ceduto calore ai tubi di rame e quindi arriverà più fredda di quando è partita dal collettore solare, poi si arriva vicino all'equilibrio tra temp rame e temp acqua, e la temperatura si manterrà prossima al valore che aveva nel microaccumulo, mentre la parte finale del flusso vedrà scendere la temperatura dell'acqua gradualmente perché l'acqua fredda immessa in circolo recupererà il calore dai tubi di rame più caldi. Basta imporre per la soglia inferiore di intervento della valvola una temperatura intorno ai 30° e il calore residuo nel rame sarà ben poca cosa, e poco ci sarà da disperdere verso l'ambiente.
Ad esempio se il tubo di ritorno pesa 2,5 Kg nell'ipotesi che il calore "lasciato" nel rame venga totalmente disperso in ambiente da 30° a 20°, l'energia perduta ad ogni ciclo sarebbe di 2,5x385x10 = 9625 J pari a circa il 5% dei 188 KJ trasferiti ad ogni ciclo.

Non leggo tutto quello che hai scritto perche sono piu' pratico che teorico
ma , in ogni caso devi portare un liquido piu' caldo di quello che hai nel boiler , quindi se fai fare un ciclo on/off piu' lento ti ritroverai solamente con piu dispersioni, perche' tutte le volte che partirai dovrai nuovamente scaldare tutto il tubo e il pavimento , se pensi che ci sia tanta dispersione, il miglior sistema e' cercare di regolare il setpoint facendo in modo che arrivi la mandata con la minor temperatura possibile .
In parole povere , lascia stare circuiti particolari , fai il circuito classico , una volta partito e perso un po' di calorie nel pavimento continuera' a trasferirti calore nel boiler....

Ridurre la perdita di calore in modo la cosa più importante è l'isolamento, è chiaro che, in caso di successo farà risparmiare un sacco di energia, perché no?