Per ottimizzare un impianto di riscaldamento ad alta efficienza energetica spesso è richiesta l’installazione di un accumulo inerziale, che garantisce un maggiore risparmio energetico perché permette di immagazzinare l’energia prodotta e di utilizzarla nel momento in cui l’impianto non è in funzione.
Per scoprire cosa si intende per accumulo inerziale e quali sono i principi del suo funzionamento continua nella lettura di questo articolo e approfondisci tutti i dettagli ed i benefici di un accumulo inerziale!
Cosa Vuol Dire Accumulo Inerziale?
Un accumulo inerziale - o puffer - è un serbatoio che contiene acqua tecnica, non potabile, che serve a immagazzinare momentaneamente l’energia termica, prodotta dall’impianto termico, mettendola a disposizione di questo quando ne ha necessità.
In genere un serbatoio di accumulo è costituito da un corpo in acciaio che è isolato termicamente. L’isolamento è necessario per garantire che il calore immagazzinato al suo interno non si dissipi all’esterno.
Gli accumulatori inerziali possono essere dotati di serpentine, ovvero scambiatori di calore immersi che permettono di ricevere l’energia da diverse fonti di calore senza mescolare tra di loro i diversi fluidi tecnici utilizzati.
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L’acqua tecnica contenuta al suo interno tende quindi a stratificarsi, in effetti l’acqua fredda si distribuisce nella parte inferiore e quella calda in quella superiore e ciò garantisce l’efficienza dei sistemi stessi, perché si evita che si mischino inutilmente, causando dispendio energetico.
Come Viene Utilizzato un Accumulo Inerziale?
Un accumulo inerziale può essere utilizzato in combinazione con un impianto solare termico o con un impianto termico, come una pompa di calore.
Nel caso dell’utilizzo di un accumulo inerziale con impianto solare termico, si può pensare all’utilizzo di un serbatoio che ha lo scopo di accumulare acqua sanitaria che verrà poi di seguito riscaldata in base alle esigenze. Questa soluzione è vantaggiosa non solo perché garantisce il mantenimento igienico dell’acqua, evitando la proliferazione di agenti patogeni, ma anche perché l’acqua accumulata può essere utilizzata anche per servire l’impianto termico.
Nel caso invece di un accumulo inerziale abbinato ad una pompa di calore, il suo utilizzo consente di ottimizzarne la resa, perché permette di farla lavorare a pieno regime ed a carico costante, garantendo una quantità di energia termica quando ne avrà necessità e riducendo i cicli di accensione e spegnimento.
Utilizzare un sistema di accumulo inerziale consente alle pompe di calore di:
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- ridurre i cicli on/off: fornendo inerzia termica alla pompa di calore, si riesce ad ottimizzare il suo funzionamento, in quanto nei cicli di accensione e spegnimento si riduce il COP della pompa stessa. Senza l’utilizzo di un serbatoio la pompa di calore sarebbe soggetta a continue variazioni di richiesta da parte dell’edificio, ciò invece non succede perché con l’accumulo la macchina continua a lavorare per intervalli di tempo sufficienti, supportando il sistema di distribuzione quando questo non è attivo;
- gestire lo sbrinamento: nelle pompe di calore aria/acqua i cicli di sbrinamento avvengono in genere prelevando energia dal condensatore per portarla all’evaporatore. Se dal lato del condensatore non vi è un accumulo inerziale, ma direttamente il sistema di distribuzione dell’edificio, si andrà a prelevare energia termica direttamente dall’edificio, riducendo così le condizioni di comfort termico. La presenza di un accumulo inerziale evita tutto ciò, perché sarà esso a fornire l’energia necessaria per sbrinare l’evaporatore;
- separare i flussi tra pompa di calore e sistema di distribuzione: l’utilizzo di un sistema di accumulo inerziale permette di dividere le portate da inviare all’impianto o alla pompa di calore, ottimizzando il lavoro della pompa stessa.
Vantaggi del Sistema di Accumulo Inerziale
Un accumulo inerziale serve a massimizzare il rendimento di un impianto di riscaldamento.
- Riduzione dei cicli on/off: Il puffer fornisce energia termica alla pompa di calore evitando continui cicli di accensione e spegnimento.
- Gestione dello sbrinamento: Nelle pompe di calore si attiva un processo di sbrinamento che preleva energia dal condensatore per trasferirla all'evaporatore. Così facendo si riducono le condizioni di comfort termico.
Come Dimensionare un Accumulo Inerziale?
Dimensionare un accumulo inerziale significa definirne la capacità, ovvero il volume di acqua tecnica necessario al funzionamento ottimale dell’impianto.
Calcolare il valore corretto di capacità di un accumulatore inerziale consente di ottenere una migliore efficienza dell’impianto, una maggiore stabilità termica ed una risposta più rapida alle variazioni di carico.
La capacità deve essere definita in funzione del generatore di calore e del tipo di impianto servito: conoscendo infatti la potenza e la tipologia dell’impianto e la modalità di distribuzione sarà possibile dimensionare il serbatoio, identificando:
- dimensioni;
- materiali;
- caratteristiche tecniche;
- attacchi idraulici;
- attacchi elettrici.
Per facilitare il lavoro dei tecnici esistono software di certificazione energetica in grado di valutare il contributo all’efficienza dell’impianto di un accumulo inerziale.
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Pompa di Calore per Acqua Calda
Una pompa di calore per acqua calda utilizza l’energia termica per riscaldare l’acqua sanitaria. L’utilizzo della pompa di calore come impianto di climatizzazione invernale ed estiva si sta diffondendo sempre più perché risulta essere una tecnologia efficiente con vantaggi economici ed ambientali.
In funzione delle esigenze dell’utente, in commercio esistono diverse tipologie di pompe di calore, in base alla fonte che esse utilizzano per portare calore al fabbricato ed alla modalità in cui questo viene distribuito all’interno.
Tra quelle più comuni ricordiamo:
- pompe di calore aria-aria;
- pompe di calore aria-acqua;
- pompe di calore acqua-acqua;
- pompe di calore geotermica;
- pompe di calore ad assorbimento.
Tra le varie tipologie di pompe di calore, la novità è la pompa di calore per l’acqua calda, detta anche scaldabagno a pompa di calore, ossia una particolare pompa di calore aria-acqua che utilizza l’aria esterna per riscaldare l’acqua sanitaria.
Cos’è uno Scaldabagno a Pompa di Calore?
Uno scaldabagno a pompa di calore, conosciuto anche come pompa di calore per acqua calda (ACS) o scaldacqua in pompa di calore, utilizza l’energia termica già disponibile nell’aria esterna per produrre acqua calda sanitaria ed alimentare lavelli, lavandini e docce presenti all’interno di un’abitazione.
Essi si configurano come dei boiler, composti da un serbatoio d’accumulo ed un sistema a pompa di calore, nello specifico pompa di calore aria-acqua, e costituiti da un sistema di afflusso ed un sistema di scarico dell’aria.
La pompa di calore preleva energia termica dall’aria esterna e la utilizza per riscaldare l’acqua che viene poi di seguito accumulata nel serbatoio di accumulo.
Se lo scaldabagno elettrico usa resistenze elettriche per riscaldare direttamente l’acqua nel serbatoio, mentre uno scaldabagno a gas utilizza, per lo stesso motivo, gas naturale o gas propano, uno scaldabagno a pompa di calore consente un grande risparmio energetico, configurandosi come una vera e propria soluzione green, perché preleva energia rinnovabile esterna solare.
Come Funziona una Pompa di Calore per Acqua Calda?
Come sappiamo, una pompa di calore funziona come un circuito chiuso ed è costituita da compressore, condensatore, valvola d’espansione ed evaporatore.
Grazie all’evaporatore essa assorbe calore dall’aria esterna, che viene di seguito convogliato nel compressore. Il vapore surriscaldato, in uscita dal compressore, cede calore al condensatore che lo trasmette all’acqua sanitaria, portandola tipicamente ad un massimo di 60°C. L’acqua calda viene quindi stoccata nell’accumulatore, pronta per essere utilizzata.
L’energia elettrica utilizzata è solo quella necessaria per il funzionamento del compressore e del ventilatore, proprio grazie alla tecnologia della pompa di calore aria-acqua, dunque i consumi risultano ridotti di circa il 60% rispetto all’utilizzo di uno scaldacqua elettrico, nel quale l’energia elettrica viene utilizzata per il riscaldamento diretto dell’acqua nel boiler.
Dove Installare uno Scaldabagno a Pompa di Calore?
In genere è preferibile installare il boiler in luoghi interni, nel bagno o se disponibile all’interno di un locale tecnico.
Se lo si inserisce direttamente nel bagno, esso sarà collegato direttamente ai sanitari, disperdendo così meno calore.
I boiler in genere presentano varie dimensioni, in funzione del fabbisogno di ACS: quindi se dovranno servire un appartamento possono essere murali o a pavimento ed installati dunque in spazi ridotti, ma se al contrario devono servire strutture più grandi, le dimensioni dello scaldabagno saranno più elevate e sarà necessario prevedere un locale tecnico di dimensioni adeguate.
È consigliato inoltre mantenere uno spazio libero sufficiente intorno al boiler, così da consentirne eventuali attività di manutenzione.
Vantaggi Derivanti dall’Installazione di uno Scaldabagno a Pompa di Calore?
Uno scaldabagno a pompa di calore si configura come una soluzione innovativa ed ecologica, con elevata efficienza energetica, in effetti permette di risparmiare circa il 60/70% di consumi elettrici, rispetto ad un boiler tradizionale, con conseguente riduzione dei costi in bolletta.
Tali dispositivi hanno elevata durabilità, infatti sono progettati per funzionare molto bene per molti anni, richiedendo inoltre poca manutenzione.
Inoltre uno scaldabagno a pompa di calore risulta avere un basso impatto ambientale: è una soluzione sostenibile capace di ridurre le emissioni inquinanti, soprattutto se integrata con altri dispositivi come impianti fotovoltaici o solari termici.
In ultimo, le moderne tecnologie hanno dato origine a dispositivi silenziosi, ricchi di funzionalità ed ottimizzati con impianti domotici e controllabili da remoto, ottenendo dagli stessi il massimo comfort abitativo.
Quando Conviene Scegliere la Pompa di Calore per Acqua Calda?
Il funzionamento e l’efficienza di uno scaldacqua a pompa di calore sono influenzati fortemente dalle condizioni climatiche esterne, prima di sceglierne uno è bene infatti valutare il valore minimo della temperatura esterna che si raggiunge nei periodi più freddi e la resa della pompa di calore stessa.
Se il fabbricato è servito già da un impianto fotovoltaico o solare termico, la convenienza sarà ancora maggiore, visto il vantaggio economico ed ambientale che ne deriva.
In ogni caso, per procedere correttamente, sarà necessario effettuare un sopralluogo dell’immobile da servire e sviluppare uno studio accurato in base alla tipologia di abitazione ed al fabbisogno di acqua calda sanitaria che la stessa richiede.
Volano Termico: BOOSTER60
Il volano termico - BOOSTER 60 - svolge un ruolo imprescindibile all’interno di una centrale termica in pompa di calore.
Si tratta di un contenitore, ultracompatto che viene installato in serie tra la pompa di calore e il sistema di distribuzione del raffreddamento/riscaldamento.
BOOSTER60 ottimizza l’efficienza operativa della pompa di calore riducendo i cicli di accensione/spegnimento.
Con BOOSTER60, la pompa di calore può operare per periodi prolungati, riducendo così il numero di attivazioni e disattivazioni.
Inoltre, l’energia termica accumulata nel serbatoio funge temporaneamente da risorsa per soddisfare le richieste del sistema di distribuzione quando la macchina non è in funzione.
A cosa serve il volano termico - BOOSTER60?
Il volano termico assicura la separazione idraulica tra la pompa di calore e il sistema di distribuzione, garantendo un efficiente controllo dei flussi.
Inoltre, il suo impiego nelle pompe di calore aria/acqua permette lo sbrinamento senza compromettere il comfort all’interno dell’edificio.
BOOSTER60 consente di isolare in modo indipendente il circuito della pompa di calore e quello del sistema, ottimizzando il funzionamento delle pompe di circolazione e garantendo così un’efficienza ottimale della pompa di calore.
Il suo schema interno è progettato per agire come separatore idraulico e come collettore di distribuzione per due zone del sistema.
Inoltre, può integrare 2 diversi generatori di calore, ad esempio pompe di calore e caldaie a gas.
BOOSTER60 può essere impiegato sia con acqua calda che refrigerata.
Il diametro dei collegamenti idraulici di ingresso/uscita (massimo 4,5 m3/h) è progettato per assicurare il mantenimento di una stratificazione termica efficace nell’accumulo inerziale.
Vantaggi del volano termico BOOSTER60:
- Super compatto 240x520x860 mm
- 60 litri di capacità disponibile
- Completamente isolato
- Adatto a soluzioni caldo/freddo (EPP λ 0,034 W/mk. 30g/l spessore 35 mm)
- Ridotte perdite di carico con portata fino a 4,5 mÑ/h
- Polivalente: Disaeratore + Separatore idraulico/collettore di distribuzione (2 zone)