Tempo per riscaldare un puffer

[NikoDesmo]

Ciao a tutti, riesumo questa vecchia discussione che non avevo trovato (ne ho aperta una analoga ma spiegata peggio qui: https://www.energeticambiente.it/fo...-solo-con-solare-termico-limiti-e-possibilità ) perchè anche io sono interessato alle tempistiche.
Nel mio caso ho preso come riferimento un puffer cordivari a 3 serpentine (ma va bene qualsiasi prodotto analogo), quindi sarei interessato a capire quanto tempo impiega a scaldarsi sia con tutte e 3 che anche solo con 2 serpentine collegate.
Purtroppo leggendo le specifiche non riesco a capire quante Kcal producono le serpentine sia singolarmente che nel complesso.
Grazie

 

[GiuseppeRG]

le serpentine non "producono" kW, ma li "trasferiscono" dal fluido interno al fluido esterno
non si avrà mai un numero fisso, in quanto dipende dalla T° del fluido interno, dalla T° del fluido esterno, dalla portata/velocità del flusso, ecc ecc.
o meglio, c'è un numero ma che deriva da infiniti calcoli e che continua a variare in quanto le T° continuano a variare
in modo "semplicistico" calcola circa 7/8 kW per mt2 di serpentina (ma che aumenteranno a puffer freddo e caleranno a puffer caldo, a T° fissa del fluido interno)

 

[NikoDesmo]

Grazie mille per il chiarimento.
Se ho capito bene trasferiscono più calore a puffer freddo, e ne trasferiscono meno a puffer caldo (maggior differenza termica=maggior "cessione" (o "resa") di calore?).
Calcolando a spanne si può dire che una serpentina di 3mq ceda 21/24kw, mentre due serpentine di 3mq cederanno i soliti 21/24kw ma nella metà del tempo, è corretto?
i 7/8kw sono legati ad una determinata temperatura del fluido o all'aumentare della temperatura sale la resa? (consideriamo come riferimento 50 e 70° costanti al fluido)
Se le mie considerazioni sono corrette, per portare un puffer da 1000lt a regime (inteso come temperatura del fluido) servirebbero, coi 21/24kw, circa 2 ore (a 50°, 3h a 70°)? (che diventerebbero circa 1 ora con due serpentine?)
Perdona le domande, ma sto cercando di raddrizzare la mia logica zoppa, perchè se le cose che ho capito sono corrette, avrei fatto bingo

edit: mi autocorreggo in quanto 50000kcal sono circa 58.15kw, e 70000kcal corrispondo a 81.41kw, quindi i tempi sono conseguentemente più lunghi di quelli da me stimati (ma non di troppo).

 

[GiuseppeRG]

Se le mie considerazioni sono corrette, per portare un puffer da 1000lt a regime

forse sarebbe più interessante sapere a cosa ti serve il calcolo nella partica

 

[NikoDesmo]

Sostanzialmente sto cercando di capire quanto un impianto di riscaldamento alimentato da puffer possa funzionare in modo costante (non un'ora al giorno, ma diciamo almeno 10-12, meglio se di più), e a che temperatura possa mantenere i termosifoni (con impianti a pavimento è ancora più semplice).
Un modo secondo me c'è di sicuro, resta da trovarlo e capire se sia economicamente conveniente.
A livello teorico ho già individuato due punti chiave, ma senza un riscontro pratico è difficile avere una controprova.

 

[GiuseppeRG]

il discorso è un "pò più articolato" che non quanto scambiano le serpentine......
in primis, perchè colleghi un generatore su serpentina ? cosa ? come ? che casa ? che potenza ? ecc ecc......

 

[NikoDesmo]

Che sia più articolato è tacito, e le variabili sono tante. Il discorso su casa, dispersioni, ecc se possibile lo tralascerei.....come spiegarmi....una caldaia a gas da 34kw è tale indipendentemente da dove viene montata, per cui vorrei trattare l'argomento in tal senso, valutando successivamente le variabili personali....se la cosa è fattibile.

Tornando alle tue domande, il puffer è dotato di serpentine (o scambiatori), per cui il generatore va collegato li. Le serpentine/scambiatori sono quelle che cedono calore all'acqua, per cui la temperatura dell'acqua del puffer dipende strettamente dalla loro superficie/potenza e dalla temperatura del fluido che ci circola (per adesso voglio volutamente non considerare integrazioni esterne come stufe/caldaie/pdc).
In sostanza vorrei considerare il puffer come se fosse lo scambiatore di una caldaia, e il ST come se fosse la potenza del bruciatore che la alimenta....non so se sono riuscito a rendere l'idea

 

[GiuseppeRG]

Tornando alle tue domande, il puffer è dotato di serpentine (o scambiatori), per cui il generatore va collegato li.

va collegato su serpentina solo se magari è a vaso aperto, o per non sommare le potenze
altrimenti no

 

[NikoDesmo]

Perdonami ma non sono sicuro di aver capito....
Da quello che avevo visto, i puffer si scaldano o per immissione diretta da caldaie/stufe/ecc o tramite serpentine/scambiatori collegati ai collettori.
Ho capito male?
Il primo caso è quello che al momento non vorrei considerare, nel secondo caso posso capire il vaso aperto per evitare ebollizioni ecc.
Correggimi se ho frainteso qualcosa

 

[GiuseppeRG]

Ho capito male?

si, hai capito male
se il generatore è a vaso chiuso e non sommi potenze, si scarica diretto, non in serpentina

 

[NikoDesmo]

Non ancora sicuro di aver capito, ma per generatore cosa intendi?

 

[GiuseppeRG]

un generatore è qual "qualcosa" che genera energia (caldaia a biomassa, gas, PDc, o altro)

 

[NikoDesmo]

Ok, allora credo di aver capito a grandi linee cosa intendevi prima.
In questo caso però il mio intento è di non considerare i generatori ma lavorare solo sul solare, per capire quanto possa rendere da solo.
Il tutto usando come base di calcolo una temperatura al fluido costante (diciamo 50°) proveniente dai collettori solari, come se fossero esposti 24h al giorno, collegati ovviamente alle serpentine del puffer.
Per il momento non voglio considerare l'altalenanza metereologica giornaliera/stagionale, nè le dispersioni della casa, che sono paramatri che vorrei utilizzare successivamente in fase di "dimensionamento".
Non so se ora sono riuscito ad esprimermi più chiaramente.

 

[GiuseppeRG]

sinceramente stai facendo domande senza senso.....
non esiste un solare che abbia mandata fissa
con il solare non ci sono mai problemi di dimensiomaneto serpentina, in quanto i kW generati sono pochi
non esiste un puffer che abbia una T° fissa, in quanto in ogni momento cambia per prelievo o per imissione.....
quindi, non capisco che risposta vuoi (se esiste una risposta a una domanda senza senso....)

 

[sspintux]

Anche se non 'addetto ai lavori' , provo a dare risposta al quesito:

"3- il puffer serve sempre? FALSO"

perché mi sembra interessante.

Il puffer non serve se il generatore riesce ad adattare la sua potenza al fabbisogno istantaneo
mantenendo rendimenti ed emissioni inquinanti accettabili

La capacità di adattamento del generatore dipende in primis dal tipo di combustibile
e dalla sua taglia (potenza) in relazione al fabbisogno energetico da soddisfare che può variare nel tempo.

Una pdc o una caldaia a gas usano combustibili facilmente dosabili nelle quantità
e che quindi riescono a modulare più facilmente la potenza da erogare al momento
fermo restando la scelta accettabile della taglia.

Per le caldaie a legna il combustibile non è praticamente dosabile secondo richiesta al momento
ergo il surplus rispetto al fabbisogno istantaneo è bene immagazzinarlo (in un puffer) per averlo
come riserva disponibile quando serve se non si vuole sprecarlo
e , non meno importante , per non sovraccaricare il sistema
e farlo lavorare il più vicino possibile alle sue condizioni nominali,
ovvero quelle per cui è stato progettato per dare il meglio.

Nè più nè meno come quando si pompa acqua in quota quando l'EE disponibile supera la richiesta.

 

[NikoDesmo]

Il mio intento è solo quello di calcolare quanto tempo occorre al puffer per raggiungere la temperatura (i soliti 50° diciamo) per vedere di ridurre al minimo il gap tra prelievo e rientro in temperatura, in modo da avere minori interruzioni possibili nel riscaldare i termosifoni.
Quindi se vogliamo, la mia domanda è la stessa del titolo della discussione: quanto tempo occorre per riscaldare il puffer (in condizioni ottimali)?
possiamo aggiungere delle sottodomande volendo: che superficie/potenza di scambio occorre per riscaldarlo in n tempo?
Il tutto ovviamente senza considerare generatori esterni, ma solo usando i collettori (e come detto, in condizioni ottimali)
Ha acquisito un senso ora la mia domanda?
Porta pazienza, ma il mio linguaggio tecnico è prossimo allo 0, per cui confido nella tua comprensione

 

[GiuseppeRG]

Il tutto ovviamente senza considerare generatori esterni, ma solo usando i collettori (e come detto, in condizioni ottimali)
Ha acquisito un senso ora la mia domanda?

e anche qui erri....
se in un dato momento il solare è a 70°, nel momento stesso in cui parte il circolatore per scaricare nel puffer a 50°, nel collettore ritorna acqua a 50° e dopo pochi secondi/minuti la T° del collettore stesso si abbassa e il circolatore si ferma....
quindi, il calcolo puoi farlo SOLO ed ESCLUSIVAMENTE con un generatore a mandata fissa per TOT tempo.
ogni altro calcolo non è possibile farlo.
se invece vuoi sapere quanti kW scarica il solare, vai sulla scheda tecnica del collettore, e in base all'inclinazione, alla zona, all'esposizione, alla metratura, e mille altri fattori (pioggia, sole, uccello che fa ombra, ecc ecc) vedrai quanti kW (sempre +/-) producono.
ripeto, ogni altra tua domanda solare/puffer non potrà mai avere una risposta con un dato certo.
se altri te lo danno, auguri.... (ma sappi che non sarà MAI veritiero)

 

[GiuseppeRG]

in pratica:

Per progettare uno scambiatore bisogna correlare la quantità di calore trasmesso nell’unità di tempo Q con le temperature di ingresso e di uscita dei due fluidi l’area A della superficie totale richiesta per quel dato scambio termico.

Tramite l’equazione di bilancio energetico di sistemi aperti al fluido caldo (pedice c) e al fluido freddo (pedice f), caratterizzati dalla portata in massa m c ed mf si possono ottenere due di queste espressioni.
L’equazione del bilancio energetico, scritta in termini di flusso termico e tramite le entalpie in uscita ( pedice 2) e in ingresso ( pedice 1) dei due fluidi è:
Q = m ( h2 – h1)
Ricordando che, per un gas perfetto l’entalpia espressa in funzione della temperatura è:
h = c p • T

abbiamo una prima equazione relativa al fluido freddo, ovvero il flusso Q che entra nel fluido freddo, facendone aumentare la temperatura, è:
Q = mf • c pf • ( t f2 – t f1) (1)
essendo c pf la capacità termica massica del fluido freddo.
Ma la sottrazione del flusso termico Q, fa diminuire la temperatura del fluido caldo dal valore di ingresso t c1 al valore di uscita tc 2 e quindi l’equazione per il flusso caldo è:
Q = mc • c pc• ( t c1 – t c 2)
essendo c pc la capacità termica massica del fluido caldo.
Noto il gradiente termico, oppure calcolato in base alle equazioni di bilancio sopra citate, si procede al dimensionamento dell’area A della superficie di scambio, con un’equazione che lega il calore trasmesso nell’unità di tempo Q tra i due
fluidi con l’area A e la differenza media di temperatura ΔTm dei due fluidi.

Q =U ·A ·ΔTm
Il legame tra il flusso termico Q ed il prodotto dell’area A per la differenza media di temperatura è espresso dal coefficiente globale di scambio U, che viene determinato empiricamente.

se vuoi divertirti leggi qui e fai i tuoi calcoli (che non potranno MAI essere corretti appunto perchè il sole è una variabile e non un fisso): https://www.tempco.it/blog/wp-content/uploads/2007/12/calcolo-scambiatori_tc.pdf

 

[NikoDesmo]

apro questa discussione per stimolare gli utenti e a ipotizzare i tempi (+ o -) che servono per riscaldare un puffer con tutte le varianti del caso

Ok, grazie mille...tutto chiarissimo
Darò un'occhiata al link per cercare di farmi un'idea, anche se sono più da prove pratiche che da teoria.
:worthy::beer:

 

[Michele96]

Ciao a tutti da poco ho installato un termocamino a legna/pellet in casa ... La casa è molto grande ( circa 300mq) e conta 25 termosifoni. Il mio idraulico mi ha detto che non ho bisogno del puffer ( ora c'è un inerziale da 100 litri ) . La situazione è questa : il sanitario con accumulo di 300litri combinato tra inerziale e solare da 200 litri va subito in temperatura ( parliamo di 8 docce ) ma appena apro i termosifoni ovviamente crolla a picco con il conseguente consumo enorme di legna. Ora mi chiedo se non potessi sfruttare le fasce orarie in cui non uso né sanitario ne termosifoni per scaldare un 1000 ( dico 1000 ma andrebbero calcolati ) da usare poi con più possibilita di modulare.