ebollizione localizzata in termocamino

[aldo55]

ciao a tutti..

allora maurox.. perchè non fai delle verifiche prima di sbattere la testa e perderti in un bicchier d'acqua.. Ripropongo quanto suggerito da Renato. fai i rilevamenti delle T sulle varie parti sopra il tc, controllando le varie differenze ( se ci sono ) nei vari punti e uscite (prossimitá tubo di sicurezza; pozzetto porta sonda e un pò su tutta la base) così ti rendi conto se si tratta di rimescolamento insufficiente o il problema sia da ricercare altrove.. procurati un rilevatore laser o qualsiasi altro strumento che ti dia un risultato immediato. così facendo nelle varie situazioni di tempo e comportamento del tc puoi avere un quadro più completo senza tanti sbattimenti di testa..

 

[innominato]

Buon giorno

ciao murox dunque ho fatto qualche calcolo per capire se mettendo la pompa che hai montato adesso (25-40) , sul ritorno migliorerebbero le cose .

a 75°C , per scongiurare la cavitazione ,questa avrebbe bisogno di (come hai gia' accennato) 0,05 bar ,sulla bocca di aspirazione . Quindi la differenza in m.c.l. tra il pelo libero di liquido nel vaso espansore e la pompa dovrebbe essere almeno di >50 cm. ( domanda : con il posizionamento del circolatore/pompa che hai ora (sulla mandata primario) , ci sono 50 cm di differenza tra pelo libero e pompa? )

a 90 °C invece avrebbe bisogno di 0,28 bar >= 2,8 metri .

ora vediamo la portata considerando la prevalenza in mandata . come si puo' notare,dalla curva caratteristica prevalenza-portata a velocità 3, con portata di 1,4 m3/h , la prevalenza è di 2,2 m.c.l. , ma la perdita di carico dinamica della sola tubazione + le 7 curve ( non a gomito) risulta essere di 0,025 bar = 0,25 m.c.l. , quindi la portata (sponstandoci sulla curva caratteristica) diverrà 1,2 m3/h . Inoltre non abbiamo considerato le perdite di carico dello scambiatore (?) che faranno scendere ulteriormente la portata .

Per farla breve secondo quanto ho calcolato , vedendo i dati da te forniti , stimando in 0,04 bar(?) la perdita di carico dello scambiatore (?) con portata di 0,7 m3/h , anche posizionando la pompa sul ritorno , siamo ai limiti della cavitazione gia' a 65-70 °C , poi basteranno 700 litri/ora .

secondo me ,

1-l'altezza del vaso aperto è insufficiente
2-la pompa è sottodimensionata
3-lo scambiatore è sovradimensionato (e non è un bene)

a questo punto mi dimetto al parere dei + esperti , sperando che il tuo problema venga risolto

cordialmente

Francy

 

[murox23]

Ciao , intanto grazie per il tempo che hai speso....:beer:

attualmente ho circa 55 / 60 cm tra pelo e circolatore difatti, con le temperature di 60 70 °C in mandata non rilevo i tipici segnali di cavitazione, spingendomi oltre con la temperatura (ad esempio fermando il circolatore lato puffer) e facendo innalzare la temperatura all'interno del TC (mentre questo bolle ovviamente) sento il classico rumore da cavitazione provenire dalla girante...

non capisco l'ultima affermazione quando dici ".....poi basteranno 700 litri/ora ." di questa frase non ho recepito il significato....reoccupato:

Inoltre puoi indicarmi gli svantaggi dello scambiatore sovradimensionato? ho fatto un pò di ragionamenti che ho esposto nel post precedente e al di là di non rendere giustizia al mezzo non ho trovato spunti negativi relativi al mio caso...


Aldo55
le prove che dici le ho già effettuate in parte, mentre il TC è in ebollizione slla sua sommità dove parte il tubo di sicurezza rilevo 85 / 90 °C mentre sulla mandata verso lo scambiatore ci sono i soliti 65 / 70 °C...
Questo quando ho fiamma viva all'interno del camino, mentre quando la fiamma scende ho una disgtribuzione più uniforme delle T,, pertanto per questo motivo credo che la velocità di rimescolamento interna è insufficiente e porta ad avere il TC in ebollizione.... devo solo trovare la quadra per eliminare questo fastidioso problema....

 

[innominato]

ciao murox

il sovradimensionamento di uno scambiatore influisce sul tipo di moto del fluido e quindi sullo scambio termico, numero adimensionale (numero di Reynolds) .. moto laminare , moto turbolento e fase o regime di transizione ... mi spiego meglio dopo le 22 , che adesso devo scappare

vado a lavorooo (turno 14-22 )

a dopo

cordialmente

Francy

 

[murox23]

Innominato , ok chiarissimo il discorso del moto turbolento etc... riferito allo scambio termico, pensavo ad altri tipi di considerazioni di cui non ho "visione"...ma (magari) potresti svelare altri particolari interessanti

dalle prove che ho effettuato il minor rendimento dovuto allo scambiatore sovradimensionato è compensato dalla maggior superficie di scambio, per cui nel caso specifico non dovrebbe essere un problema (lo vedrò nel corso del tempo e aumentando/diminuendo i delta T in gioco tra primario e secondario)....

Come dati buttati lì...sappi che avendo in mandata sul secondario acqua a 25 °C e sul primario 65°C ...il ritorno al TC è circa 40 °C (quindi una "perdita" di T di 25 °C).
In fase di sistema riscaldamento avviato da un ora e mezza avevo una T nel puffer in alto di 68 °C e sul ritorno del TC ho rilevato 68/69 °C

Ho più il timore che dissipi in maniera eccessiva rispetto al contrario...portando a continui attacca e stacca del circolatore lato puffer in fase di avvio impianto (puffer freddo ritorno caloriferi freddo);
poi nella fase più a "regime" non credo di incontrare difficoltà (o almeno è quello che immagino/spero)..le poche prove effettuate pendono verso questa ipotesi.


Buon lavoro !

e Grazie:bye1:

 

[aldo55]

Ciao..Del problema cavitazione non avevo letto prima o forse non avevo capito.. inutile fare supposizioni di altro genere.. il problema è sicuramente quanto dice il buon Francy... la circolazione è insuficiente nel tc per questo motivo e penso che, per prima cosa o solleverei il vaso o proverei a cambiare il circolatore. Dipende da cosa ti viene più agevole..

 

[murox23]

Aldo55 non ho cavitazione.

le supposizioni le faccio per poter pensare alle modifiche da fare:bye1:

 

[aldo55]

ah già.. avevo letto velocemente e non avevo capito il posto sopra che avevi cavitazione in situazione sperimentale...

penso che comunque sei al limite come pressione col circolatore attuale... quanto afferma Francy potrebbe essere il problema della circolazione parziale nella parta alta del tc, cioè sottodimensionamento del circolatore stesso causato anche dalla perdita di carico dello scambiatore..

aspettiamo la spiegazione di Francy che è sempre molto interessante ed esaustivo...:clapping:

ciao

 

[renatomeloni]

Ciao a Tutti...

....ho recuperato un pò di informazioni...

Ciao Marco, non è che nelle indicazioni indicate (DN tubi, curve, ecc) hai dimenticato per caso qualche valvola di intercettazione, valvola NR, defangatore, ecc????
Altrimenti il buon Francy:bye1: poi sbaglia i calcoli......e sai come, al rientro dal lavoro (22:00), è stanco e rischiamo pure che s'incacchia .....reoccupato::dev:

Saluti

 

[aldo55]

ciao..

allora, rientro proprio in questo momento da casa di mia suocera dove in casa ha installato un tc famar. è un 26 kW (se non erro)..
ho controllato le varie connessioni e ho potuto constatare che la mandata è sulla parte centrale sopra il tc.. da questa, parte il tubo
di mandata impianto, tee e tubo di sicurezza che va al vaso di espansione..
ora non so se il tuo modello possa essere installato in questa maniere, anche se credo non ci siano controindicazioni. in questo modo
la circolazione dovrebbe essere più regolare, visto che viene spillata direttamente da sopra.. spero ti sia utile..
come si dice "non tutti i mali vengono per le suocere..!! ehhmmm.. per nuocere"...


ciao

 

[innominato]

buona sera a tutti

haha .. ma no Renato mica mi arrabbio daiii , ormai mi conosci bene . sai bene cosa mi dà fastidio .. tralasciamo

Tornando al discorso sovradimensionamento scambiatore di calore , secondo il mio punto di vista il sovradimensionamento eccessivo ( qui stiamo parlando di ben 3 volte lo scambio necessario) , presenta dei difetti che vanno oltre le semplici perdite di carico .

è verissimo che la superficie di scambio termico dello scambiatore aumenta, se aumenta il sovradimensionamento , ma è anche vero che il liquido diminuisce la sua velocità di transito , in questo modo il flusso diviene meno turbolento (abbassamento numero di Reynolds) , detto questo in un liquido tipo l'acqua il calore si propaga a tutta la massa , principalmente per convezione e non per conduzione , infatti l'acqua conduce pochissimo il calore .

Nell' acqua quindi , è determinante la trasmissione del calore per convezione , la convezione può essere naturale o forzata . I moti convettivi non sono altro che turbolenze che si creano nella massa (naturali o forzate che siano) , in particolar modo , prendendo in esame il moto laminare del liquido a contatto con una superficie metallica (che invece trasferisce il calore esclusivamente per conduzione) , si possono fare alcune osservazioni .

Nel moto laminare un fluido si muove in una tubazione seguendo un profilo laminare , ossia filetti fluidi ben distinti e separati , in particolare la velocità di scorrimento è minore nelle zone a contatto con la superficie solida ( tubo) e pian piano che ci avviciniamo al centro del tubo aumenta la velocità dei filetti fluidi. Il massimo di velocità è al centro del tubo . I filetti fluidi agiscono come superfici ben separate , in pratica è come se ci fossero delle lamine di liquido a forma cilindrica concentrici .

In questo caso quindi , il liquido non può riscaldarsi per convezione , ma per conduzione tra un filetto e l'altro . La superficie metallica trasmette il suo calore al primo filetto fluido ( a suo diretto contatto), per poi trasmettersi agli altri .. ..ma ..come è stato accennato, la conducibilità del liquido acqua è molto bassa , quindi anche avendo una elevata superficie la trasmissione del calore avviene in modo inefficiente .

Nel moto turbolento invece la trasmissione del calore dalla superficie metallica al fluido , avviene per convezione forzata , avendosi un rimescolamento continuo della massa e quindi un trasferimento dell'energia termica per convezione all'intera massa . Ed è questo il modo + efficiente di trasmissione del calore nei fluidi .

Quindi un'eccessivo sovradimensionamento di uno scambiatore di energia termica , va a discapito dell'efficienza di scambio termico. anche se la superficie aumenta.

Non so se mi sono spiegato bene , ma vista l'ora e la fusione cerebrale di questo momento .. accontentiamoci

ho cercato di spiegarlo nel modo + semplice possibile , in maniera che fosse comprensibile a tutti (senza formule ne definizioni complesse)

scusate , adesso vado a nanna

cordialmente

Francy

 

[murox23]

Ciao Innonimato,

Pur conoscendo e comprendendo al 100% la tua spiegazione (per altro ottima dal punto di vista della facilità di comprensione.... per capirla qualche tempo fà avevo fatto piu fatica rispetto a come l'hai narrata) relativamente al mio caso specifico non ho problemi di scambio termico, nel senso che dalle prove effettuate in condizioni reali lo scambiatore con la alpha 25-40 a velocità 3 ho un Dt di 15 °C tra mandata e ritorno, per cui (nelle mie condizioni) il moto turbolento molto probabilmente è comunque presente al'interno dello scambiatore e questo permette al sistema di reggersi in piedi...


Venendo invece al discorso ebollizione ieri sera ho modificato la configurazione dell'impianto , portando il circolatore più in basso ( ora tra il pelo dell'acqua e il circolatore ho 1,3 metri) e spostandolo a valle dello scambiatore in spinta nel ritorno del TC; inoltre avendo a disposizione un 25-60 ho utilizzato questo per le prove.

La mandata dal TC è sempre in alto lateralmente al TC stesso e direttamente connessa allo scambiatore.

Riepilogando ho:
-2 curve (non gomiti) tra mandata e scambiatore con tratto lineare di tubazione DN 25 rame crudo lunghezza complessiva 0,6 m
-scambiatore
-4 curve (non gomiti) tra scambiatore e ritorno TC con tratto lineare di tubazione DN 25 rame crudo lunghezza complessiva 0,8 m il circolatore è posizionato nel punto più in basso possibile (compatibilmente con la presenza del pavimento )

Accensione del solo circolatore (alpha2 25-60) lato TC per evacuare bolle d'aria etc... risultato : circolatore in cavitazione nonostante la bassissima temperatura del fluido (era intorno ai 15 °C):spettacolo:

nonostante questo fattaccio ho pensato di dare comunque fuoco alle polveri nella speranza di impoverire l'acqua dall'ossigeno aumentando la T del fluido e facendo andare il circolatore per un pò di tempo...

Quindi, ieri sera,dopo aver riempito il TC con 100 lt d'acqua, ore 20:45 accensione.

Situazione iniziale (20 minuti dopo accensione):
-circolatore in cavitazione
-TC in ebollizione (non so dire se meno o più del test precedente) con fiamma viva a lambire la piastra della vasca centrale superiore del TC (in sostanza avevo il giro fumi che passava dallo scambiatore a secco e non diretto in canna):bored:

Situazione intermedia (45 minuti dopo accensione):
-circolatore silenzioso , nessuna cavitazione in atto
-Tc in ebollizione "controllata" ; quando dico controllata intendo che bolle ma non in modo spropositato (considerate anche che la fiamma in questo momento era inferiore alla situazione iniziale e meno viva).

Prove:
-stoppata circolazione lato puffer, così facendo il ritorno lato camino ha cominciato ad aumentare la sua T , ho portato il ritorno a 85 °C e non ho avvertito segni di cavitazione da parte del circolatore molto positivo.


Considerazioni finali:
Posizionando il circolatore a valle dello scambiatore ho ottenuto un miglioramento del fenomeno della cavitazione ad alte temperature (attualmente sembra scomparso)
lo scambio termico, considerando i dati estrapolati tramite PLC e SCADA, sembra essere inferiore rispetto al circolatore posizionato in spinta... ma comunque più che sufficiente a garantire uno scambio di 12/15 °C
Non ho ottenuto miglioramenti evidenti per quanto riguarda l'ebollizione (purtroppo).


A questo punto devo fare alcune domande ad Aldo55 che vista la disponibilità a sbirciare l'impianto di un suo parente potrebbe fornirmi ancora qualche info in più (si...ne stò approfittando reoccupato

1. sentendo la famar questi mi hanno detto che la versione precedente del loro TC aveva, sulla parte superiore del TC, una connessione 1" per il tubo di sicurezza e una connessione 1" per la mandata impianto; la versione che ho io invece presenta solo una connessione 1" che loro indicano per il solo tubo di sicurezza;
Il TC di tua suocera a quale corrisponde?

2. il vaso di espansione del TC che hai nominato dove è posizionato? sopra al TC? a che altezza?

3. ha il kit sistema plus oppure il tutto è stato montato a parte ?

4. il circolatore lato primario TC è in spinta nel TC o nello scambiatore? dove è posizionato (intendo vicino al TC in basso o in altro locale o distante?)

Dopo questo super post voglio ringraziare Innominato , Renato e Aldo55 per l'attenzione a questo problema (fastidiosissimo e problematico) ...e come posso non fare i ringraziamenti anche alla suocera di Aldo55!!:beer:

 

[innominato]

buon giorno a tutti

ciao caro murox

sono contento del parziale risultato ottenuto (parziale nel senso che sta maledetta ebollizione sembra non volerne sapere ) .

comunque con la nuova configurazione impianto , cambiano anche i calcoli di dimensionamento . Mi spiego meglio ,

giustamente , 1-hai tolto una curva , 2-hai aumentato la differenza di altezza tra pelo libero nel vaso e centro girante pompa ( da 1,1 m a 1,3 mt ) , 3- hai cambiato pompa , mettendo giustamente quella con maggiore prevalenza e portata . In questo modo hai ottenuto un miglioramento approssimativo di 32 cm di battente d'acqua sulla bocca di aspirazione pompa oltre ad avere aumentato la portata a circa 1,2 - 1,4 m3/h .

Per migliorare ulteriormente la circolazione e quindi calmierare questa ebollizione ,si potrebbe aumentare ancora l'altezza del vaso .( e magari scegliere una pompa/circolatore con caratteristiche diverse)

grazie per i ringraziamenti e grazie a te per aver sollevato questo dilemma
grazie anche a renato , aldo e suocera , FaGa , e tutti gli altri utenti che sono intervenuti in modo educatissimo in questo 3D

cordialmente

Francy

 

[murox23]

Ciao Innominato,
ho una domanda che volevo già farti un pò di post fà.... in particolare nel tuo post numero #63 dicevi: "....con portata di 1,4 m3/h"

In base a cosa avevi indicato questa portata?

 

[innominato]

ciao caro


quella portata è stata estrapolata dalla curva caratteristica di prevalenza-portata della pompa in esame, per avere un minimo di pressione in mandata per vincere le perdite di carico del circuito . alfa 25-40. Come si nota dalla curva (prendendo in esame la velocità 3) + aumenta la portata e meno prevalenza ha la pompa( a parte in quel piccolo range iniziale ) , quindi c'è un limite di portata in base alle perdite di carico da vincere in mandata.

La portata del fluido serve per sapere quanta energia termica riuscirebbe a trasportare(asportare) nell'unità di tempo l'acqua , passando all'interno del termocamino , di conseguenza in base al carico termico volumetrico ed al carico termico superficiale della camera di combustione ,definire approssimativamente lo scambio termico tra fumi di combustione e acqua per avere una temperatura non troppo elevata dell'acqua in uscita ( anche in questo caso serve un dimensionamento ) , abbastanza complesso ...ma fattibile

come ieri ,adesso devo lasciarvi ...scatta l'ora del richiamo al lavoro tutto di fretta come al solito devo ancora prepararmi la borsa ..e partire come un razzo ..haha ...( come ieri ...turno 14-22 )

a dopo :bye1:

cordialmente

Francy

 

[murox23]

Innonimato,
intanto buon lavoro! (un pò i turni te li invidio , ma so anche che, nonostante l'abitudine, un pò scombussolano....)

ad ogni modo quando tornerai ti ritroverai nei meandri di una considerazione che volevo fare per capire se e quanto sbaglio (vado leggermente fuori tema ma mi aiuta per affrontare altri tipi di ragionamenti):

i circolatori in mio possesso hanno varie regolazione e, tralasciando l'autoadapt , pressione proporzionale e pressione costante, volevo concentrarmi un secondo sull'impostazione di una delle tre velocità "fixed" ad esempio la 3°.

Allo stato attuale , dopo aver montato la 25-60 (di cui riporto per completezza il diagramma) mi ritrovo indicato sul display la portata stimata dal circolatore di 3,2 m3/h (in realtà segna 3,4 ma per semplicità nel seguire il diagramma abbasso di 0,2) ; osservando il diagramma la prevalenza con questa portata e a velocità 3 dovrebbe essere di -circa- 1,5 m.



in sostanza il circolatore (considerando la velocità 3 imposta) indica, indirettamente, che la perdita di carico vista dal circolatore stesso è 1,5 m ?
di conseguenza mi garantisce con tale perdità di carico la portata di 3,2 m3/h ?

Se il ragionamento è corretto (per lo meno nel contenuto) significa che il circolatore in queste condizioni riesce a fornire una portata maggiore rispetto a quella che servirebbe per smaltire 32,5 kW resi al fluido (il TC è da 32,5 kw nominali resi al fluido) con un dT ipotetico di 10°C ca. = 2,8 m3/h.

Se queste considerazioni sono corrette non dovrei avere il TC in ebollizione:closedeyes:
...tra l'altro con il tipo di cariche di legna che ho effettuato e considerando i dati recuperati da PLC/SCADA la stima di energia resa al fluido è di 28 kWh.


Il prossimo passo sarà l'attesa delle risposte alle domande che ho posto ad Aldo55 per poter procedere con altre modifiche:bye1:


Grazie veramente per ogni contributo, questo 3D (sono di parte ma dico davvero) è uno di quelli che, da esterno, avrei piacere a seguire per la chiarezza delle opinioni, per il piacevole tono che tutti stanno dimostrando di saper tenere e per la notevole quantità di nozioni e spunti per tutto il forum.

Complimenti davvero a tutti

 

[aldo55]

ciao e scusate il ritardo... tempo di motosega per la scorta dell'anno prossimo..

A questo punto devo fare alcune domande ad Aldo55 che vista la disponibilità a sbirciare l'impianto di un suo parente potrebbe fornirmi ancora qualche info in più (si...ne stò approfittando reoccupato

1. sentendo la famar questi mi hanno detto che la versione precedente del loro TC aveva, sulla parte superiore del TC, una connessione 1" per il tubo di sicurezza e una connessione 1" per la mandata impianto; la versione che ho io invece presenta solo una connessione 1" che loro indicano per il solo tubo di sicurezza;
Il TC di tua suocera a quale corrisponde?

allora la versione non saprei, ho provato a rintracciare la documentazione ma mia suocera a buttato tutto..:bored:
posso dire che si tratta di un tc installato circa 9 anni fa e non corrisponde a quanto afferma la famar, in quanto ha solo una connessione da 1" sia per la mandata che per il tubo di sicurezza.

il vaso di espansione del TC che hai nominato dove è posizionato? sopra al TC? a che altezza?

è posizionato fuori ad un'altezza di di 3,5 mt rispetto al tc.. ad un metro circa dal termosifone più alto del piano soprastante.

non ha nessun kit è diretto all'impianto. il circolatore è sulla mandata posizionato al fianco del del tc..

l'impianto è sicuramente diverso dal tuo, in quanto non ha un puffer e ne uno scambiatore intermedio. tutto l'impianto è a vaso aperto.
purtroppo credo che il tuo problema sia, oltre al fatto del dimensionamento del circolatore e scambiatore a piastre, il fatto dell'altezza del vaso di espansione.
ragionando un pò sul problema, non credo sia tanto un fattore di rimescolamento, o meglio lo stesso sarebbe causato da un'insufficiente pressione, di cui il circolatore avrebbe bisogno per funzionare in tutta la sua portata e prevalenza. lo dimostra anche il fatto della piccola miglioria avuta abbassandolo di quota pelo d'acqua.. è solo una mia supposizione essendo solo un'appassionato e non un tecnico.. per cui rimetto quanto dico nelle mani dei più esperti...

ciao

 

[renatomeloni]

Ciao a Tutti...
Ciao Marco, consentimi una domanda:
Sei sicuro che i flussi primario/secondario dello scambiatore siano REALMENTE in contro corrente???

E' un dettaglio molto importante per avere il massimo scambio termico.....reoccupato:

Saluti

 

[innominato]

ciao cari

ciao Renato, anche io ci avevo pensato , ma vedendo i delta e calcolando i KJ/ora scambiati ,addirittura la portata è oltre il limite nominale ..

ciao murox, il ragionamento e lettura della curva di prevalenza portata ed il ragionamento sull'energia termica scambiata tra focolare e acqua è corretto .

or NON NE USCIAMO + hahaha ...dai che scherzo , siamo ottimisti

dunque dal comportamento descritto sembrerebbe che l'acqua vada in ebollizione a meno di 100 °C , come se la stessa fosse ad una pressione inferiore a 1013 mbar assoluti .

Con la nuova configurazione impianto ,la portata rilevata dal circolatore/pompa , è ben oltre quel che servirebbe per scambiare il calore prodotto da quel termocamino .

Quindi rimangono poche cose da valutare , aumentare altezza vaso aperto , oppure .. vista la curva caratteristica di prevalenza-portata di alpha 2 (25-60), prova a ridurre la velocità di rotazione girante "sul 2 " , e vediamo cosa succede

cordialmente

Francy

 

[renatomeloni]

Ciao a Tutti...

prova a ridurre la velocità di rotazione girante "sul 2 "

E dopo sul 1....cosi vediamo che succede anche cosi.....

Edit: non vedendo bene il grafico postato, ho verificato meglio sulla scheda tecnica del produttore, e ho notato che su velocità 1 , la pompa alpha 25-60 non ha la prevalenza minima per vincere le perdite di carico risultanti....
Quindi....come non scritto.....

or NON NE USCIAMO + hahaha ...

Dici che sia necessario l'intervento di un'esorcista??????:spettacolo:


Saluti