Parallelo o uno dietro l'altro?
Cosa fare con diversi serbatoi di accumulo?
Gli impianti sono sempre più spesso dotati di serbatoi tampone, sia per le pompe di calore, le caldaie a legna, le unità di cogenerazione o gli impianti solari termici. Non è raro che il volume di accumulo richiesto debba essere suddiviso tra diversi serbatoi più piccoli, perché solo questi possono passare attraverso le porte o le scale. Si pone quindi la questione se la soluzione migliore sia il collegamento in parallelo o in serie dei serbatoi tampone. Come di solito accade nella vita, la risposta appropriata è: "Dipende".
In linea di massima, i nostri clienti, lettori e interessati sanno che l'efficienza dell'accumulo di calore dipende in larga misura dalla stratificazione nel serbatoio. E per la stratificazione, un serbatoio di accumulo sottile e alto è certamente migliore di uno piccolo e largo con un grande diametro.
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La Figura 1 mostra un serbatoio tampone con tre connessioni in parallelo. È evidente che con il collegamento in parallelo il volume totale viene distribuito su più serbatoi attraverso la sezione trasversale. Si può anche notare che il numero di serbatoi può essere aumentato a piacere. L'aspetto importante del collegamento in parallelo è che
- tutti i contenitori sono alla stessa altezza
- tutte le porte di connessione (1) - (3) appartenenti l'una all'altra sono alla stessa altezza
- le linee di collegamento corrono esattamente in orizzontale
- le linee di collegamento sono il più corte possibile, non presentano curve e hanno sezioni trasversali ampie
- le linee di collegamento si aprono sempre verticalmente nelle linee di collegamento
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La Figura 2 mostra il collegamento in parallelo di buffer con quattro connessioni, per i quali valgono le stesse condizioni. Ancora una volta, è importante notare che si può scegliere il numero di contenitori indipendentemente dal numero di connessioni, il che rappresenta un grande vantaggio della connessione parallela.
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La Figura 3, invece, mostra il collegamento in serie di due serbatoi tampone. È chiaramente visibile che in questo caso il volume totale è distribuito sull'altezza di più serbatoi. Mentre nel collegamento in parallelo tutti i serbatoi hanno le stesse temperature, nel collegamento in serie ci sono serbatoi con temperature diverse. Inoltre, il numero di serbatoi in serie corrisponde al numero di zone di stoccaggio, che è direttamente correlato al numero di connessioni. Nella Figura 4, ad esempio, tre serbatoi sono collegati in serie, il che corrisponde a un buffer con quattro connessioni (da 1) a (4). Per la stratificazione nel tampone, collegarli uno dietro l'altro è sicuramente vantaggioso. Inoltre, non è necessario che i contenitori siano alla stessa altezza e che le linee di collegamento siano orizzontali, rettilinee o di sezione particolarmente ampia. Quindi, tutto sommato, solo vantaggi?
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No, perché il collegamento in serie presenta anche un grave svantaggio: non è possibile alcuna compensazione della gravità tra i singoli contenitori (zone cuscinetto)! La Fig. 5 spiega cosa significa: Se, ad esempio, si vuole combinare un buffer con uno scambiatore solare interno e uno con un serpentino interno per l'acqua calda sanitaria, è possibile farlo solo attraverso la compensazione della gravità e quindi il collegamento in parallelo. Con un collegamento in serie, il calore solare non raggiungerebbe mai l'acqua calda sanitaria in estate. Se invece si utilizzano una stazione di carico solare e una stazione di acqua dolce, come mostrato nella Fig. 6, è possibile utilizzare un collegamento in serie, in quanto le stazioni assicurano il trasporto di calore tra i singoli serbatoi con le loro pompe. Tuttavia, è necessario assicurarsi che la stazione di carico carichi anche il buffer superiore o più caldo in estate, cioè che contenga un modulo di caricamento stratificato (valvola di commutazione della temperatura differenziale). Se ciò è garantito, il collegamento in serie può sfruttare appieno i suoi vantaggi rispetto al collegamento in parallelo.
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Serbatoio tampone in acciaio da 1.000 litri con due dischi fissi
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rSTOR 1000 P3
Serbatoio tampone in acciaio da 1.000 litri con tre dischi fissi
per ridurre la turbolenza causata dal flusso
rSTOR 1000 P4
Serbatoio tampone in acciaio da 1.000 litri con quattro dischi fissi
per ridurre la turbolenza causata dal flusso