Discussione: Accumulo termico "stagionale"

Buongiorno,
ho sentito parlare della possibilità di un accumulo termico stagionale ad uso riscaldamento. Qualcosa tipo una piscina interrata e coibentata, dove l'acqua è riscaldata nella stagione estiva da pannelli solari termici e dalla quale si preleva nella stagione invernale.
A prima vista mi pare un metodo antico ma estremamente semplice ed ecologico.
Qualcuno sa darmi informazioni in merito?
Grazie

Si e' un sistema molto interessante che pero' si scontra con alti costi rispetto ai ricavi.
In pratica e' uno dei pochi metodi esistenti per accumulare l'energia catturata in estate dai pannelli solari termici, a parte quella usata per produrre acqua calda naturalmente.

Il problema e' che il serbatoio deve essere molto grande e molto ben coibentato, quindi costa parecchio in relazione al beneficio del calore restituito in inverno.
Il sistema funziona e' solo un problema di spazio e di costi.

ciao

concordo con Toninon, è un principio valido ma costoso.

Altra bella alternativa che prenderà sempre più piede è l'accumulo nei sali, tipo Climatewell. In pratica gli accumuli ai sali immagazzinano energia termica come fossero una batterie elettrica.

molto interessante
ciao

Originariamente inviata da cekut79

concordo con Toninon, è un principio valido ma costoso.

Altra bella alternativa che prenderà sempre più piede è l'accumulo nei sali, tipo Climatewell. In pratica gli accumuli ai sali immagazzinano energia termica come fossero una batterie elettrica.

molto interessante
ciao

potrsti spiegare meglio questi accumuli ai sali

OK

- un serbatoio pieno di sali speciali (derivati da silica gel o similari)
- il serbatoio è tirato in vuoto
- questi sali a contatto con acqua rilasciano calore
- il calore del sole mi serve per "rigenerarli" e renderli di nuovo asciutti, pronti ad accogliere di nuovo acqua


in pratica quando mando acqua calda solare sullo scambiatore di questo serbatoio pieno di sali ==> li faccio passare da liquidi a solidi ==> IN POCO VOLUME ACCUMULO MOLTISSIMA ENERGIA.

se alla fine di questa carica io chiudo le valvole salvo l'energia per tutto il tempo che voglio in teoria... come potenziale chimico

mmmm....
moolto interessante sta cosa

Molto interessante, però non ho proprio capito come fa a produrre freddo

la produzione del freddo avviene con due serbatoi accoppiati, tipo quelli sopra esposti:

- mentre l'alta temperatura del solare "asciuga" i sali contenuti in A, il vapore acqueo che si forma si sposta nel serbatoio B, e qui viene condensato da un sistema di dissipazione.

- adesso che ho da una parte il sale asciutto (carico di potenziale e di voglia di ritrovare l'amata acqua :-)) e dall'altra l'acqua condensata ==> inverto il ciclo e faccio diventare quel serbatoio con acqua l'evaporatore

in pratica il ritorno a 12-15°C del tuo impianto di condizionamento fa evaporare l'acqua che viene richiamata con forza dal sale asciutto che l'aspetta nell'altro serbatoio.

L'evaporazione dell'acqua per tornare dal sale asporta calore dal circuito e raffresca

fase finale il sale ha richiamato tutta l'acqua che è completamente evaporata ed è imprgionata nei sali.

Adesso si ricomincia col solare che asciuga il sale e via così...

Ok, grazie..adesso ho capito..l'unica cosa è che sarà bello costoso come impianto..tralasciando i componenti il sale che usano mi pare di aver capito che è il cloruro di litio LiCl..
Immmagino che comunque sarà eterno e continuamente rigenerabile, però penso sia un composto piuttosto costoso..Però è molto molto interessante

in realtà quei sali non costano tanto... siccome poi non si spostano, ma sono sempre fermi in quel serbatoio non hanno particolari problematiche.

so che i prezzi di questa tecnologia stanno migliorando rapidamente

ciao!

Molto interessante, puoi dare qualche link, anche a discussioni sul forum, immagino se ne sia gia' parlato non poco.

Una cosa pero', se ho capito bene:
I sali e l'acqua nell'evaporatore vengono messi in una condizione di quasi vuoto.
I sali tendono ad assorbire l'acqua che e' disponibile solo come vapore, dunque l'acqua evapora dall'evaporatore, si sposta nel serbatoio dei sali e si condensa unendosi ai sali, la condensazione impedisce che si alzi la pressione.
L'evaporazione provoca l'abbassamento di temperatura dell'acqua residua nell'evaporatore, che viene utilizzata con uno scambiatore per raffreddare l'acqua che va' nel circuito di raffreddamento dell'abitazione.

A questo punto mi sembra che i sali disseccati assorbano calore per tornare nella forma originale, cioe' in soluzione. Dunque non sono un serbatoio di energia, ma all'opposto un pozzo di calore, cioe' una sorgente di freddo.
O sbaglio ?

ciao

quin un piccolo e semplice schema.

Di fatto:

- sale secco + acqua ==> genera calore
- sale umido - acqua ==> necessita calore

per asciugare il sale uso l'energia gratuita del sole
a sale asciutto gli faccio mangiare il vapore dell'evaporatore per condizionare l'impianto

... tutto bello ma anche abbastanza costoso. Il modello piu' piccolo 15000+iva!!!!!.... e poi ci aggiungi altri 15000 per un bel po' di pannelli solari !!!!!

Bisognerebbe vedere il livello di risparmio nel lungo periodo, ma è molto variabile caso per caso..Io quei sali li ho trovati a circa 200 euro al kg, ma non ho approfondito la ricerca..Per me 200 euro sono tanti, anche se i sali durano 100 anni..Anche perchè parliamo di accumulo stagionale, quindi bisognerebbe vedere quanti kg ne servono per passare la stagione invernale..
Rimane comunque una cosa interessante

Originariamente inviata da cekut79

quin un piccolo e semplice schema.

Di fatto:

- sale secco + acqua ==> genera calore
- sale umido - acqua ==> necessita calore

E' vero ma non e' tutto qui, diciamo che i sali secchi hanno la capacita' di estrarre calore da un corpo piu' freddo (l'acqua dell'evaporatore), quindi generano freddo e caldo, come una pompa di calore. Viceversa per disseccare i sali ho bisogno di calore e freddo, cioe' capacita' di dissipare calore.
E' come una pompa di calore ricaricabile con calore, quindi l'energia accumulata e' di qualita' piu' alta del semplice calore.

A questo punto e' tutta una questione di quantita e di costi.
Mi sembra ci sia anche una problematica di alte temperature per ricaricare i sali.

Originariamente inviata da blade

Io quei sali li ho trovati a circa 200 euro al kg, ma non ho approfondito la ricerca..Per me 200 euro sono tanti, anche se i sali durano 100 anni..Anche perchè parliamo di accumulo stagionale, quindi bisognerebbe vedere quanti kg ne servono per passare la stagione invernale..
Rimane comunque una cosa interessante

Teniamo conto che per gli accumuli stagionali si parla di milioni di kilocalorie. Normalmente diverse decine di metri cubi, (cioe' tonnellate) d'acqua da scaldare.

ciao

Grazie a tutti,

riassumendo, l'accumulo stagionale non è una utopia, può essere realizzato utilizzando come mezzo di accumulo l'acqua, oppure sali particolari (presumo a cambiamento di fase).
E' una quastione di spazio e di costi. Nel caso si usi acqua ci sono grossi volumi e pesi, quindi strutture di contenimento particolarmente robuste (presumo comunque che le problematiche siano le stesse di una piscina), nel caso si usino sali necessiteranno strutture più leggere ma c'è da aggiungere il costo dei sali.
A questo punto è un problema di costruzione edilizia; lo sottoporrò ad un amico geometra per capire di che cifre stiamo parlando. Certo che l'idea di non dover assolutamente dipendere da combustibili fossili per il riscaldamento è allettante.
A presto,

x scresan: investimento iniziale - incentivi - risparmio annuo ==> risultato buono.

x toninon: collettori sottovuoto per alta temperatura (meglio heat-pipe e/o cpc) danno le temperatura di esercizio che servono senza problemi
La bellezza di questo sistema è che: in inverno hai una superficie collettori così grande che davvero copre buona parte del riscaldamento, in estate butti tutto in condizionamento. Se riesci a sfruttare anche il calore di dissipazione allora i rientri sono davvero rapidi.

x pett: in merito agli accumuli stagionali (anche semplicemente ad acqua) il conto dell'energia torna, ho fatto dei calcoli ed è fattibile.
A livello di realizzazione affidati alla scuola austriaca che sono maestri nel grande accumulo!

Originariamente inviata da cekut79

La bellezza di questo sistema è che: in inverno hai una superficie collettori così grande che davvero copre buona parte del riscaldamento, in estate butti tutto in condizionamento. Se riesci a sfruttare anche il calore di dissipazione allora i rientri sono davvero rapidi.

Potresti dare un esempio di installazione ?
C'e' da valutare molti parametri e verificare i bilanci termici di cosa e' necessario in estate ed in inverno. Ad esempio il calore di dissipazione a che temperatura e' ? E' utile per ACS ? Ci sono problemi per dissiparlo in estate ?
In inverno il sistema potrebbe valere anche da accumulo, sfruttando il calore dissipato, ma si riesce a dissipare il freddo generato ?
L'investimento sarebbe rilevante, ma se si riuscisse a soddisfare le esigenze di condizionamento in estate, riscaldamento nelle medie stagioni e magari anche non totalmente in inverno, i conti potrebbero tornare.

Originariamente inviata da cekut79

in merito agli accumuli stagionali (anche semplicemente ad acqua) il conto dell'energia torna, ho fatto dei calcoli ed è fattibile.

Il conto energetico si, e' il conto economico che crea difficolta', soprattutto per piccoli impianti.

ciao

quanto prima spero di mettere online un impianto che sta funzionando.... sarà la cosa migliore perchè altrimenti qui è lunga da narrare!! :-)

in breve,

in estate
- i pannelli fanno 100°C
- la macchina produce freddo a 10°C
- la macchina dissipa la somma delle precedenti potenze entranti in media temperatura (mandata 40°C ritorno minore di 30°)

se posso usare quell'acqua a 40°C per pre-riscaldare l'acs sono a cavallo... per esempio neglio hotel è perfetto.. peccato manchi ancora la mentalità giusta..

in inverno
- i pannelli alimentano la macchina (anche a 70/80°C)
- la macchina succhia calore dall'esterno (dal circuito dove in estate dissipava.. basta che non siano temperature inferiori a 10°C)
- la macchina butta la sommatoria delle due potenze nell'impianto radiante a bassa temperatura 30-35°C

ciao

Originariamente inviata da cekut79

in estate
- i pannelli fanno 100°C
- la macchina produce freddo a 10°C
- la macchina dissipa la somma delle precedenti potenze entranti in media temperatura (mandata 40°C ritorno minore di 30°)

Nella fase di caricamento il ritorno ai pannelli e' a soli 30°C ? Ed anche il calore dissipato in fase di scaricamento ?

Originariamente inviata da cekut79

in inverno
- i pannelli alimentano la macchina (anche a 70/80°C)
- la macchina succhia calore dall'esterno (dal circuito dove in estate dissipava.. basta che non siano temperature inferiori a 10°C)
- la macchina butta la sommatoria delle due potenze nell'impianto radiante a

Il rendimento come pompa di calore e' superiore all'uso diretto del calore dei pannelli ?
In inverno 10 °C e' molto, sopra quella temperatura quasi non c'e' bisogno di scaldare le abitazioni. Ma non si usa l'acqua dei pannelli per fornire calore alla pompa in fase di scaricamento ?
Il problema sara' soprattutto generare il calore e la temperatura per caricarla.

ciao

Secondo me l'accumulo stagionale di acqua e' una tecnologia che sara' vincente, ma oggi non e' ancora stata trovata la tecnologia costruttiva industrializzata che permetta una riduzione dei costi. Ipotizzo per esempio un macchinario che possa perforare velocemente il terreno (5 o 6 metri di diametro) e introdurre quasi contemporaneamente un serbatoio isolato cilindrico.
Buona pensata,
Mario

Come diceva pett123 il problema e' molto simile alla costruzione di una piscina, non so' se per quello ci sono soluzioni costruttive standardizzate.
Tutto sommato il problema dello scavo non mi sembra rilevante, un escavatore a noleggio lo fa' in mezza giornata. Ma non credo esistano serbatoi coibentati preassemblati.
C'e' anche da dire che attualmente non esiste un mercato di installazione di accumuli stagionali monofamiliari.

Il solar-cooling e' una soluzione parziale, non e' possibile utilizzare tutta l'energia termica disponibile in sovrapiu' in primavera-estate-autunno per il condizionamento.

@cekut
Il discorso e' molto interessante ma siamo OT, per parlare di solar-cooling serve un thread apposito.

ciao

Ho un po' di confusione riguardo alla termochimica..più che confusione è ignoranza..
Sapendo che 2 sotanze X e Y combinate tra loro sprigionano N kj/mol di calore; se utilizzo questo calore per riscaldare una certa massa d'acqua questa aumenterà di temperatura in continuazione finchè apporto energia, oppure, arrivata ad una certa temperatura, rimarrà a temperatura costante?

Presumo che la tua quantità d'acqua non abbia un isolamento perfetto/assoluto verso il mondo esterno...

Conseguentemente man mano che la temperatura della massa d'acqua sale rispetto l'ambiente in cui si trova, si avrà un aumento della differenza di tension... ehm ... di temperatura ai capi della resistenza elettric.. ehm.. termica che offre il "contenitore/sistema di contenimento" tra appunto la massa d'acqua e l'ambiente circostante.
Quindi, supposta fissa la resistenza elettr.. ehm (e ridai...) termica, aumenterà allora proporzionalmente con il "delta V"..ehm volevo scrivere "delta T" (interno contenitore-esterno contenitore) la corrente elettr.. ehm ..termica che attraversa questa resistenza......
...secondo la legge di Ohm (stavolta ok!) che possiamo qui estrapolare/applicare, ovvero
Visto che I=dV/R in unità di misura A=V/ohm.. e, ribaltando, dV=R*I (V=ohm*A), possiamo dire:
se l'isolamento ha una certa resistenza globale di "x gradi a watt", allora la differenza di temperatura dT ai capi della resistenza termica Rt è data dal suo valore moltiplicato ..diciamo (la faccio semplice)... la quantità di "potenza termica" ("energia termica" nel tempo).. insomma di calore che l'attraversa,.. riconducibile ai watt forniti (che prendono il posto della corrente nella formula), ovvero:

dT=Rt*W

ed essendo noti i watt che forniamo per scaldare la massa d'acqua, avremo un punto d'equilibrio (dove cioè tutti i watt forniti serviranno solo a mantenere quella temperatura.. non più a incrementarla).
Praticamente se abbiamo ad esempio una Rt= 0,1 °C/W (gradi a watt).. e forniamo 1kW pari a 1000W di potenza (nel tempo, "energia"), avremo che la massa d'acqua si sopraeleverà fino a un massimo teorico di:
0,1*1000=100 gradi, ovvero.. se l'ambiente è (sempre per esempio) -20 gradi... l'acqua si porterà a 80.

Vista da un altro punto di vista.. possiamo vedere che i "watt" che attraversano la resistenza ad una certa delta T ai suoi capi ..sono calcolabili rovesciando la formula, ovvero W=dT/Rt.
Chiaramente man mano che sale il delta T, saliranno questi Watt. Si può intuire che fintanto che il valore di questi watt (che scappano attraverso la resistenza) rimangono inferiori ai watt totali (nell'esempio di prima 1000) forniti dal sistema di riscaldamento, allora una parte.. cioè la differenza.. rimane disponibile per essere "accumulata" nell'acqua.. come "calore"...
..ma quando i due valori arrivano a coincidere, allora tutti i watt forniti scapperanno dalle pareti/ecc. del sistema di contenimento e, conseguentemente, non ne resterà più nulla per essere accumulato ulteriormente.
Si arriva cioè a quell'equilibrio che potrà essere modificato solo cambiando qualche parametro in gioco.. esempio i watt forniti... oppure l'isolamento... o anche estraendo acqua calda e introducendo acqua fredda (provoca un abbassamento della temperatura dell'acqua, quindi anche del delta T, supposta costante quella ambiente. Conseguentemente ci saranno nuovamente dei residui di watt disponibili per l'accumulo, fino al ripristino dell'equilibrio)

NB ho qui citato grandezze e metodi che sono più "normali" in campo elettronico (specialmente "di potenza"), ma che sono ovviamente convertibili in quelli più consueti in altri settori/campi, come esempio conducibilità termica... calorie.... ecc.

Infinite grazie per la esaustivissima risposta.