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Paraffina dentro un serbatoio per conservare calore

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  • #1

    Paraffina dentro un serbatoio per conservare calore

    Salve a tutti.
    Da quello che leggo su wikipedia Paraffina - Wikipedia
    la temperatura di fusione della paraffina è intorno ai 50 °C.
    Ideale per stivare calore sfruttando il passaggio di fase da solido a liquido quando la temperatura si mantiene pressochè costante.
    Ad esempio immettendo paraffina solida in un serbatoio di un sistema solare a C.N. non pressurizzato si avrebbero i vantaggi: riduzione del volume (o meglio, aumento della capacità termica), assenza di ebollizione e lo svantaggio di dover disporre di serpentine (per il trasferimento del calore dai pannelli alla paraffina e per il riscaldamento dell'acqua per le utenze) di notevoli dimensioni.
    Semprechè sia possibile avviarlo inizialmente detto trasferimento di calore dai pannelli (ho il dubbio che la conducibilità dalla paraffina sia bassa in fase liquida e ancor meno quando si trova in fase solida).
    Esisterà già qualche cosa del genere ? io non l'ho trovato.
    www.casaincondominio.org
    Tag: Nessuno
  • #2
    Originariamente inviato da Sanromanodoc Visualizza il messaggio
    Salve a tutti.
    Da quello che leggo su wikipedia Paraffina - Wikipedia
    la temperatura di fusione della paraffina è intorno ai 50 °C.
    Ideale per stivare calore sfruttando il passaggio di fase da solido a liquido quando la temperatura si mantiene pressochè costante.
    Ci sono catene di idrocarburi meno pesanti che fondono a circa 40 gradi... il calore di fusione e' di circa 50 volte quello dell'acqua ; quindi 500Lt di paraffina accumula, alla sola T di fusione, l'equivalente di 25000 litri di acqua !!

    Purtroppo non ci sono applicazioni per accumulare energia termica da usarsi nell'ACS ma ho sentito parlare di pareti accumulatrici alla paraffina x case passive.

    Ciao,
    F.
    Segui on-line il funzionamento dei miei impianti in tempo reale.
    Impianto Fotovoltaico grid: 7 pannelli Sanyo HIP 205, 1.44 kWp, Az 90°, Tilt 17°, Inverter Fronius IG.15 + Impianto fotovoltaico in isola da 0,86 kWp con 10 kWh di accumulo + impianto solare termico a svuotamento da 7mq + pompa di calore Altherma 3 Compact R32 da 8 kW.

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    • #3
      La paraffina ha un calore specifico più basso dell'acqua (0,71 contro 1) e, suppongo, anche una conducibilità termica più bassa.
      ERGO, non ritengo sia un buon candidato...
      http://voglioilfotovoltaico.blogspot.com/

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      • #4
        Originariamente inviato da Archimede2007 Visualizza il messaggio
        La paraffina ha un calore specifico più basso dell'acqua (0,71 contro 1) e, suppongo, anche una conducibilità termica più bassa.
        ERGO, non ritengo sia un buon candidato...
        Vero ... pero alla T di fusione fa' faville ( 50 contro 1 ).
        La scarsa conducibilita termica e' l'elemento che lo rende difficilmente utilizzabile per trasferire il calore ad una serpentina; diverso il caso di un muro di paraffina... li funzionerebbe per scaldare l'ambiente... ma sarebbe comunque difficile da "caricare".

        Ciao,
        F.
        Segui on-line il funzionamento dei miei impianti in tempo reale.
        Impianto Fotovoltaico grid: 7 pannelli Sanyo HIP 205, 1.44 kWp, Az 90°, Tilt 17°, Inverter Fronius IG.15 + Impianto fotovoltaico in isola da 0,86 kWp con 10 kWh di accumulo + impianto solare termico a svuotamento da 7mq + pompa di calore Altherma 3 Compact R32 da 8 kW.

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        • #5
          ma anche da "scaricare" con il vantaggio di avere quindi una grande inerzia, adatta ad un accumulo di tipo stagionale e il calore specifico non importa molto se sei a cavallo del cambiamento di stato, qual'è il calore latente di fusione? E' un dato interessante o irrisorio?

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          • #6
            Originariamente inviato da fcattaneo Visualizza il messaggio
            Ci sono catene di idrocarburi meno pesanti che fondono a circa 40 gradi... il calore di fusione e' di circa 50 volte quello dell'acqua ; quindi 500Lt di paraffina accumula, alla sola T di fusione, l'equivalente di 25000 litri di acqua !!
            Beh, detta così diventa affascinante...
            Anche se il calore latente di fusione della paraffina è "solo" 36 kcal/kg (e quindi, visto che la capacità termica dell'acqua è di 1 kcal/kg, sono "solo" 36 volte e non 50...

            Insomma, un ipotetico accumulo di paraffina di 1 kg:
            - accumula poco calore fino a 54° (circa la metà rispetto all'acqua, credo)
            - accumula 36 kcal durante la fusione a 54°
            - accumula poco calore dopo essersi completamente fuso (circa la metà rispetto all'acqua, credo)

            Quindi, in un'ipotetica escursione termica da 30° a 60°
            - un accumulo d'acqua accumulerà 30 kcal
            - un accumulo di paraffina accumulerà 30/2 +36 = 51

            Come contropartita,
            - bisogna utilizzare scambiatori di calore di maggior superficie
            - devi usare scambiatori di disegno diverso, perchè non puoi contare sulla stratificazione del calore
            - l'accumulo ha una fortissima inerzia termica a 54°, e difficilmente scenderà sotto a questa temperatura... il che significa che il mio apporto di calore solare sarà utilizzabile solo quando supera i 54°...

            E' da pensarsi...
            http://voglioilfotovoltaico.blogspot.com/

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            • #7
              Originariamente inviato da fcattaneo Visualizza il messaggio
              La scarsa conducibilita termica e' l'elemento che lo rende difficilmente utilizzabile per trasferire il calore ad una serpentina; diverso il caso di un muro di paraffina... li funzionerebbe per scaldare l'ambiente... ma sarebbe comunque difficile da "caricare".
              Un boiler ad intercapedine con un ulteriore scambiatore all'interno dell'accumulo?

              L'ACS va nell'intercapedine, la paraffina nell'accumulo centrale, l'apporto solare nello scambiatore dentro all'accumulo...
              http://voglioilfotovoltaico.blogspot.com/

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              • #8
                Originariamente inviato da Archimede2007 Visualizza il messaggio

                Quindi, in un'ipotetica escursione termica da 30° a 60°
                - un accumulo d'acqua accumulerà 30 kcal
                - un accumulo di paraffina accumulerà 30/2 +36 = 51
                E' vero.. ma si puo intendere in un altro modo:

                Supponendo di avere la T di mandata di un impianto di riscaldamento a 54 gradi.... con un accumulo di 100 Lt di paraffina avresti 3600 kcal utili con temperatura fissa in mandata di 54 gradi...

                Per ottenere la stessa cosa con ACQUA dovresti avere un accumulo a 54 gradi di ben 3600 litri !! ( contro i 1oo di paraffina )

                Originariamente inviato da Archimede2007 Visualizza il messaggio
                Beh, detta così diventa affascinante...
                Anche se il calore latente di fusione della paraffina è "solo" 36 kcal/kg (e quindi, visto che la capacità termica dell'acqua è di 1 kcal/kg, sono "solo" 36 volte e non 50...

                Tieni presente che la paraffina non'e' un elemento chimico ma una famiglia molto vasta.
                Ce ne sono che fondono a T piu' basse e con calori latenti superiori a 50; quella a cui ti riferisci e' probabilmente una paraffina specifica con T di fusione a 54 gradi e Calore di fusione 36 Kcal/Kg.

                Ciao,
                Fabrizio.
                Segui on-line il funzionamento dei miei impianti in tempo reale.
                Impianto Fotovoltaico grid: 7 pannelli Sanyo HIP 205, 1.44 kWp, Az 90°, Tilt 17°, Inverter Fronius IG.15 + Impianto fotovoltaico in isola da 0,86 kWp con 10 kWh di accumulo + impianto solare termico a svuotamento da 7mq + pompa di calore Altherma 3 Compact R32 da 8 kW.

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                • #9
                  Originariamente inviato da fcattaneo Visualizza il messaggio
                  Supponendo di avere la T di mandata di un impianto di riscaldamento a 54 gradi.... con un accumulo di 100 Lt di paraffina avresti 3600 kcal utili con temperatura fissa in mandata di 54 gradi...

                  Per ottenere la stessa cosa con ACQUA dovresti avere un accumulo a 54 gradi di ben 3600 litri !! ( contro i 1oo di paraffina )
                  ...
                  Ho l'impressione che per l'acqua ti sbagli : 3600 litri con DeltaT 1°C ma 360 litri accettando un DeltaT di 10°C.

                  Bene ! vedo che l'argomento interessa parecchio.
                  Qualche dato quì :
                  Proprietà fisiche dei fluidi.
                  Temperature e calori latenti di fusione

                  La cosa interessante dell'uso della paraffina è proprio che sfruttando il calore latente di .. solidificazione tutto il calore accumulato potrebbe essere prelevato a temperatura costante (la più bassa possibile compatibilmente con lo scopo : ACS / Risc BT).
                  E poi : non bolle e non sbuffa alle temperature estive dei pannelli.

                  Facciamo qualche calcolo :
                  - 1 m³ di paraffina pesa 750 Kg
                  - 1 Kg di paraffina assorbe in fusione e restituisce in solidificazione 36 Kcal ergo
                  - 150 litri di paraffina possono accumulare --> 36 x 750 x 0,150 = 4050 Kcal e restituire 150 litri di acqua innalzati di 27 °C (da 15°C a 42°C)
                  - 1 m³ può accumulare --> 36 x 750 x 1 = 27000 Kcal (: 860 Kcal/Kwh = 31,4 Kwh) che possono bastare a tenere calda una casa ben coibentata per alcune ore.

                  Come sfruttarlo ? Che ne dicono i costruttori ?
                  Ultima modifica di Sanromanodoc; 12-06-2008, 23:27.
                  www.casaincondominio.org

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                  • #10
                    Aggiungiamo tra i vantaggi:
                    - zero problemi di corrosione del boiler

                    Secondo me i problemi princiapli da risolvere sono due:
                    - "geometria" degli scambiatori di calore, in quanto nella fase "solida" abbiamo scambi di calore fluido->solido e viceversa (mentre tutti i boiler in commercio sono progettati per scambio fluido->fluido)
                    - gestione dell'apporto solare, che deve funzionare solo a temperature relativamente elevate; quindi corro il rischio di compromettermi l'apporto solare nei momenti e nei periodi di bassa insolazione
                    http://voglioilfotovoltaico.blogspot.com/

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                    • #11
                      Originariamente inviato da Archimede2007 Visualizza il messaggio
                      Aggiungiamo tra i vantaggi:
                      - zero problemi di corrosione del boiler

                      Secondo me i problemi princiapli da risolvere sono due:
                      - "geometria" degli scambiatori di calore, in quanto nella fase "solida" abbiamo scambi di calore fluido->solido e viceversa (mentre tutti i boiler in commercio sono progettati per scambio fluido->fluido)
                      - gestione dell'apporto solare, che deve funzionare solo a temperature relativamente elevate; quindi corro il rischio di compromettermi l'apporto solare nei momenti e nei periodi di bassa insolazione
                      Se è vero che le paraffine sono tante e con diverso punto di fusione il secondo problema si trasforma in vantaggio mettendo due boiler, contenenti due paraffine diverse, in serie e 'caricandoli' con un deviatore (un miscelatore rovescio) in funzione della temperatura di arrivo del fluido dal pannello (ricostituendo così una specie di stratificazione).

                      Per la 'geometria' dello scambiatore l'unica via è chiamare in causa i produttori o i venditori 'vicini' ai produttori.
                      www.casaincondominio.org

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                      • #12
                        dopo un anno e mezzo ho trovato in rete il seguente prodotto:
                        BOLLITORE 2.000 L TANK-TANK PARAFFINA SOLARE BOLLITORI su eBay.it Riscaldamento, Elettrodomestici, Casa, Arredamento e Bricolage
                        che sia utile, a parte il costo?
                        p.s.
                        spero che la discussione sia ancora attiva.
                        saluti a tutti

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                        • #13
                          La cosiddetta paraffina è in realtà una miscela di idrocarburi alifatici (cioè a catena aperta) con punti di fusione variabili (C20: 36.4°, C25: 53.5°, C30: 65.5°). Quindi il passaggio di stato avviene in un certo intervallo di temperature.
                          Però è possibile isolare una frazione con un intervallo di fusione ristretto. E allora questa miscela con un calore di fusione di circa 50 kcal/kg (diciamo 40 kcal/lt.) può sostituire come accumulatore di calore una quantità di acqua 4-5 volte superiore.
                          C'è poi il problema che la paraffina liquida è parecchio viscosa e non è bene usarla direttamente come fluido termovettore, ma deve restare in un serbatoio di accumulo dove stanno immerse le serpentine dell'acqua calda che circola. Questo complica l'impianto.

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                          • #14
                            Questo sito, non troppo visibile su internet, ne ha un catalogo completo:

                            ENERGY SHOP - BOLLITORI SERBATOI PARAFFINA

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                            • #15
                              Sto cercando di costruire un accumulatore a paraffina per il forovoltaico, ma le problematiche di costruzione sono simili quindi posto in questa sezione.

                              Dunque, da quanto ho potuto trovare in giro per il web è emerso quanto segue:

                              1 - la paraffina va usata come intercapedine nella parte esterna del bollitore ( + chiaramente dagli 8 ai 10 cm di isolante esterno ).
                              2 - le serpentine vanno comunque tenute immerse in acqua
                              3 - è utile usare paraffine con diversi valori di fusione ( anche miscelate insieme ( stratificheranno da sole nell'intercapedine a loro dedicata.

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                              • #16
                                "L'inerzia termica" della paraffina per i panneli del solare termico a bassi regimi di irraggiamento costituisce un problema.
                                Contrariamente a quanto solitamente si sostiene, io ritengo che vadano "selezionate" paraffine che abbiano una temperatura di fusione superiori alla temperatura media di utilizzo.
                                Mi spiego meglio: se usiamo paraffine che si sciogono ad esempio a 25°C, con scarso irraggiamento rischiamo di non poter mai superare quella soglia.
                                Selezionando paraffine ( o cere ) che fondano a 55-60°C (posto di avere le stesse condizioni dell'esempio precedente), potremmo avere temperature dell'acqua che raggiungono anche i 30°C in quanto il "cappotto" di cera fa si che aumenti l'isolamento del boyler rispettto all'ambiente esterno.
                                Le paraffine entrerebbero in "azione" solo quando c'è energia in eccesso e quindi da accumulare.
                                Meno intuitivo è invece il dimensionamento del boyler, il rapporto tra acqua e paraffina, la forma del boyler, il posizionamento e la tipologia dei tubi di scambio, ed infine la scelta dei materiali più economici ed efficenti per costruire il tutto.

                                Chiedo di confermare o obbiettare a quanto da me raccolto.

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                                • #17
                                  ciao a tutti,

                                  questo è un altra bella e interessante discussione...

                                  si potrebbe mettere delle bocce di paraffina (sfere contenenti paraffina) nel boiler pieno di acqua? la paraffina è piu leggera e quindi galleggia, l'acqua è il vettore che porta-asporta calore da ogni singola boccia, dovrebbe stratificare che è un piacere (acqua calda paraffina calda sopra e acqua + fredda sotto).

                                  le serpentine del solare stanno sotto il livello delle bocce di paraffina; questa andrebbe scelta con punto di fusione di circa 55-60 gradi.

                                  si potrebbe fare anche non in pressione solo come accumulo ma ci dovrei far passare almeno

                                  3 serpentine (1 dal solare per apporto; una seconda per riscaldare l'acqua del circuito di riscaldamento e una terza per scaldare l'ACS)

                                  2 serpentine (1 di apporto e una di prelievo di acqua che mi va a finire nell'attuale caldaia Tank in tank del riscaldamento)

                                  la seconda non è male come idea(forse)... dovrei mettere un termostato che comanda una pompa che mi preleva calore dalla paraffina quando la T del serbatoio in caldaia scende sotto mettiamo 50; se la T della paraffina scende sotto una certa soglia dovrei impedire pero la circolazione altrimenti la caldaia quando parte mi carica a sua volta l'accumulo

                                  sparo cavolate?
                                  __________________________________________________ ___________________________________________
                                  Zona Climatica E - 2591 gradi giorno;Casa prefabbricata Rubner Residenz (2007) 114mq su cantinato CLS; Rotex Hybrid 5KW e Radiatori Delonghi Plattella in acciaio; Impianto Fotovoltaico 3,12kw 0° Sud; tilt 23°; Fiat Grande Punto Metano.

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                                  • #18
                                    serbatoi PCM ad accumulo di energia

                                    Ciao a tutti vorrei solo dirvi che io dopo lunghe ricerche ho trovato e sto usando da due anni un accumulo trovato su internet al sito Chi siamo | www.domotecaweb.com, che utilizza le paraffine per accumulare calore, funziona davvero bene, riesco a restare tre giorni senza sole e ad avere energia ancora stoccata nell' accumulo.
                                    spero di esservi stato utile.

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                                    • #19
                                      Grazie, ma in quel link non ho trovato traccia di paraffine per accumulare il calore.
                                      Molto più semplicemente e economicamente (paraffine e simili hanno un costo) il calore potrebbe venire accumulato in serbatoi d'acqua. Per esempio bidoni verniciati di nero posti all'interno dell'ambiente, dietro a finestre esposte al sole.

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                                      • #20
                                        Come dicevo

                                        saro piu' specifico sul link Accumulo ad inversione di fase | www.domotecaweb.com .posso solo dirvi la mia esperienza, attualmente con un modello H1O da 230/65 litri faccio lo stesso servizio che ottenevo prima con un accumulo da 500 litri tradizionale, con la differenza che utilizzando i 130 litri di PCM contenuti nel serbatoio, ho un disgiuntore di impianti, tra solare e sanitario, non ho piu' ebollizione nel accumulo, 65 litri di accumulo istantaneo + lo scambio diretto, e occupo la meta dello spazio, e la speranza che la sua vita media sia molto piu' lunga di uno tradizionale.
                                        se volete info tecniche vi consiglio di fare come mè, che li ho contattati e spiegato le mie esigenze.
                                        ciao

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