Produzione istantanea, produzione mediante accumulo ed integrazione con solare termico

Assieme al riscaldamento l’acqua calda sanitaria costituisce uno dei servizi fondamentali per determinare il comfort abitativo.

Potrebbe sembrare un concetto ormai scontato, ma in realtà il corretto dimensionamento dell’impianto di produzione di acqua calda sanitaria rappresenta uno degli aspetti più delicati in ambito progettuale.

L’incremento della coibentazione dell’involucro edilizio ha permesso di ridurre drasticamente le dispersioni termiche e di conseguenza anche il taglio di potenza dei generatori di calore per il riscaldamento.

Purtroppo, la produzione istantanea di acqua calda sanitaria (a.c.s.) richiede una notevole potenza che, all’occorrenza, dovrà essere totalmente impiegata per garantire il giusto fabbisogno di a.c.s.

Pertanto, un generatore di calore combinato per acqua calda sanitaria e riscaldamento dovrà essere dimensionato in funzione del carico termico maggiore che interessa quasi sempre la produzione di acqua calda sanitaria.

Il punto di partenza, per un corretto dimensionamento, è la valutazione del fabbisogno di acqua calda sanitaria proprio dell’edificio in esame.  

I dati considerevoli saranno quindi il quantitativo di acqua calda sanitaria giornaliero e il fattore di contemporaneità che si vuole fornire;

Tali valori varieranno notevolmente rispetto alle utenze residenziali: basti pensare ad esempio ai servizi presenti in una palestra o in un hotel, dove occorrerà valutare anche il periodo di punta, ovvero la fascia oraria dove si concentra il picco massimo della richiesta di acqua calda sanitaria.

Le modalità con cui si genera a.c.s sono fondamentalmente di due tipologie: produzione istantanea e produzione mediante accumulo.

La tipologia istantanea, tipica delle caldaiette murali combinate, avviene mediante uno scambiatore acqua-acqua che all’occorrenza viene alimentato dallo scambiatore primario, presente in caldaia, per far fronte alla richiesta di acqua calda sanitaria.

Il limite tipico della produzione istantanea di acqua calda sanitaria è rappresentato dall’impiego di una notevole potenza: basti pensare al tipico taglio di potenza termica di una caldaia murale istantanea, solitamente 25 kW, in relazione alla modesta produzione di a.c.s., circa 10 litri/min (in pratica una doccia).  

Appare scontato che con questa tipologia, istantanea, per ottenere una produzione di a.c.s. maggiore occorrerà dimensionare di conseguenza il generatore di calore mantenendo all’incirca quel rapporto.

L’alternativa al sistema istantaneo è rappresentata da una tipologia ad accumulo.

Il concetto, in breve, è quello di ridurre il taglio di potenza prolungando il tempo di preparazione per l’acqua calda sanitaria, ovvero erogare la medesima energia utilizzando una potenza decisamente inferiore per un tempo più prolungato.

In tal caso, a parità di fabbisogno di acqua calda sanitaria richiesto, la potenza della caldaia potrà essere notevolmente ridotta.

Un sistema ad accumulo offre maggiore attitudine nella gestione del contributo termico dato da fonti energetiche rinnovabili.

In tal caso l’accumulo di a.c.s. avrà un secondo scambiatore, solitamente posizionato nella parte inferiore, alimentato dal circuito solare.

L’impianto solare termico è costituito da uno o più collettori solari, che fungono da scambiatori di calore installati in copertura (falda sud, ovest o est) ad una determinata inclinazione.

I collettori solari termici acquisiscono il calore dall’irraggiamento solare e lo trasferiscono, mediante un fluido termovettore, alla massa d’acqua contenuta nell’accumulo attraverso lo scambiatore.

La movimentazione del fluido termovettore, solitamente acqua glicolata, è garantita da un gruppo idraulico costituito da una pompa di circolazione e dagli accessori di sicurezza.

L’integrazione dell’acqua calda sanitaria avviene quando le condizioni di temperatura del collettore solare sono favorevoli, il tutto viene gestito da una centralina di regolazione completa di sonde di temperatura.

L’utilizzo del solare termico in supplemento ad un impianto di produzione di acqua calda sanitaria permette un discreto risparmio energetico specie in contesti dove vi è una notevole richiesta di a.c.s. come ad esempio in strutture alberghiere, campeggi, palestre e centri benessere.