L’accumulo inerziale è un serbatoio di capienza variabile che stocca acqua tecnica, non potabile, al fine di raccogliere energia termica da rilasciare in un secondo momento. Il puffer è un dispositivo da utilizzare in associazione al sistema di riscaldamento. Un accumulo inerziale può essere collegato a una pompa di calore o a un impianto solare termico. In tutti i casi, il suo compito è quello di accumulare energia termica e di rilasciarla nel momento del bisogno. Grazie a esso, un impianto di riscaldamento diventa altamente performante.
Funzioni del Puffer
Un puffer svolge diverse funzioni cruciali in un sistema di riscaldamento:
- Limitare i cicli on/off: il puffer fornisce energia termica alla pompa di calore evitando continui cicli di accensione e spegnimento.
- Gestire lo 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.
Un impianto solare termico cattura l’energia del sole quando è disponibile, anche se non necessaria in quel momento. Se il sistema è utile solo per produrre acqua calda sanitaria, si può ricorrere a un serbatoio dove stoccarla e riscaldarla al momento dell’utilizzo oppure si può accumulare l’energia in un puffer sempre allo scopo di mandare calore all’acqua sanitaria.
Il puffer viene spesso erroneamente considerato uguale a un bollitore, come se i termini fossero sinonimi ma in realtà non è così, in quanto l’uno è diverso dall’altro per scopo e funzionamento. Nel puffer, infatti, da quanto abbiamo visto, l’acqua accumulata viene scaldata ciclicamente e funziona da circuito primario per altri scambiatori di calore. Diverso è invece il caso del bollitore che ha il compito principale di stoccare acqua e di riscaldarla attraverso gli scambiatori interni al dispositivo.
Dimensionamento del Puffer: Fattori Chiave
Perché il puffer sia efficace è però fondamentale che il suo dimensionamento sia corretto: un serbatoio troppo piccolo si tradurrebbe, ad esempio, in una mancanza di acqua calda nei momenti di alta richiesta, mentre una capienza eccessiva porterebbe ad un aumento dei consumi, annullando tutti i benefici ottenuti con l’installazione dell’accumulo.
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La capacità del puffer deve essere decisa in relazione alla potenza del generatore di calore. Se il puffer viene installato su di un impianto in cui è presente un generatore di calore a biomassa, il suo obbiettivo principale è quello di ridurre i cicli di accensione e spegnimento della caldaia, ottimizzandone le prestazioni. Per fare ciò, ovviamente, le dimensioni dell’accumulo devono essere decisamente maggiori rispetto al caso precedente. Il consiglio generale è quello di dimensionare il termo-accumulatore considerando la necessità di 50 litri per ogni kW di potenza nominale del generatore di calore in questione.
Quando ci troviamo invece in presenza di un impianto solare termico la prima considerazione da fare è che, maggiore è il volume dei serbatoi, maggiore è l’energia immagazzinabile. Questo non deve però spingere ad esagerare o si rischia di non riuscire a riscaldare a sufficienza l’acqua presente nell’accumulo. Prima di effettuare lavori inutili bisogna quindi considerare la potenza generabile dai pannelli, la potenza minima e massima richieste e le ore di autonomia per prelievo senza intervento del generatore di calore.
Esistono allo scopo tutta una serie di formule aventi lo scopo di individuare, per lo specifico impianto in esame, la dimensione in litri più opportuna. Volendo dare un’indicazione di massima si può considerare che per ogni mq di collettore solare occorrono circa 50 litri. Un altro metodo, più preciso, è quello di individuare la capacità richiesta per metro quadrato dividendo il valore 2000 per la differenza tra la temperatura nominale del sistema che utilizzerà l’acqua (Ts) e la temperatura del fluido di rete (Ta).
Esempio di Calcolo e Considerazioni Pratiche
Un utente ha condiviso la seguente situazione e domanda:
"Potreste aiutarmi nel calcolo del volume di accumulo di un serbatoio inerziale?1) Prendo la maggiore tra potenza frigorifera e potenza termica della pompa di calore 392kW [kW].Temperatura di funzionamento dell'impianto 7/12°C.4) ipotizzo che in un giorno la pompa di calore debba accendersi/spegnersi massimo 12 volte.5) il contenuto di acqua dell'impianto è stimato per 4740 litri.Scelgo quindi un serbatoio inerziale da 1000 litri.Vi chiederei per cortesia di indicarmi se il ragionamento è giusto, oppure dove ho sbagliato."
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In questo caso, è fondamentale valutare diversi aspetti:
- Potenza della pompa di calore: La potenza termica e frigorifera della pompa di calore è un fattore determinante.
- Temperatura di funzionamento: La temperatura di mandata e ritorno dell'impianto influisce sulla stratificazione dell'acqua nel puffer.
- Frequenza di accensione/spegnimento: Limitare i cicli on/off è uno degli obiettivi principali del puffer.
- Contenuto d'acqua dell'impianto: Il volume totale dell'acqua nell'impianto è un parametro importante per il dimensionamento.
Un altro utente ha condiviso la sua esperienza con una PDC Templari Kita M da 16.5kW e un puffer da 100 litri, notando che il manuale suggerisce un puffer da 300 litri. Templari conferma che la macchina modula anche in modalità puffer (dal 30% al 100%) e il motivo per cui consigliano un puffer cosi grande è per evitare cambi troppo veloci di temperatura nel puffer con conseguenti cambi di velocità della PDC che porterebbero a maggiori consumi. Il produttore afferma che "il dondolamento causato da rallentamenti/accelerazioni dovuti a veloci cambiamenti di temperatura nel puffer piccolo causa una non stabilità del COP e viene tradotto come uno spreco di energia. Oltretutto ad ogni variazione di velocità corrisponde anche una modulazione non solo del compressore, ma anche delle valvole, ventilatore e altri componenti.
L’utente ha continuato ad approfondire la questione del dimensionamento minimo, considerando che la PDC può modulare fino a 3-4 kW e che potrebbe avere un solo fancoil acceso che consuma meno di 1 kW. In queste condizioni, un puffer piccolo potrebbe portare a cicli on/off troppo frequenti.
In conclusione, il dimensionamento del puffer è un processo complesso che richiede un'analisi approfondita delle caratteristiche dell'impianto e delle esigenze dell'utente. È consigliabile consultare le indicazioni del produttore della pompa di calore e, se necessario, rivolgersi a un termotecnico per una valutazione accurata.
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