Il serbatoio di accumulo negli impianti di raffreddamento

Negli impianti con un ridotto contenuto di acqua è necessario prevedere un serbatoio di accumulo in maniera che non si abbiano continue e rapide variazioni di temperatura nell’acqua refrigerata a seguito dell’intermittenza della regolazione (controllo di capacità) e anche per limitare a un valore accettabile il numero di accensioni/spegnimenti orari del motocompressore.

Chiller e serbatoio inerziale di accumulo acqua refrigerata

Il contenuto efficace di acqua dell’impianto si può calcolare supponendo che l’aumento della temperatura dell’acqua dalla condizione di ritorno a quella finale (per esempio 12-7=5 °C) si ottenga nel tempo di cinque minuti si potrà scrivere:

32.15

Dove:
Qf = potenza del gruppo (o dei gruppi frigoriferi) (kW)
V= contenuto efficace (m3)
Ρ= massa volumica dell’acqua (kg/m3)
cp= calore specifico dell’acqua [kJ/(kg K)]
Δt= variazione di temperatura (K)

Si ricava quindi:
V= 300 qf

dove qf è la portata di acqua refrigerata (m3/s) nel circuito.
Questa relazione era valida per gruppi refrigeratori con regolazione elettrico-meccanica; con regolazione con microprocessori il calcolo deve tener conto delle parzializzazioni e del differenziale. Per un approfondimento si rinvia alla bibliografia (M.Vio).

Comunque nella tabella sottostante si riportano i valori minimi e ottimali del volume totale che deve avere l’impianto, calcolati con le espressioni:

32.17

dove i simboli hanno lo stesso significato prima riportato.

32.5

Il contenuto d’acqua risulta minore di quello calcolabile con l’espressione
V= 300 qf.
Noto questo volume occorre calcolare il contenuto d’acqua dell’impianto e se questo non è sufficiente bisogna prevedere e installare un serbatoio inerziale di capacità complementare.  Si è a lungo discusso sull’opportunità di inserirlo nel circuito quale collettore disgiuntore o in serie sulla mandata o sul ritorno, ma la cosa è pressoché indifferente.

Serbatoio inerziale

Serbatoio inerziale inserito nel circuito quale serbatoio disgiuntore

Disposizione del serbatoio

Disposizione del serbatoio inerziale: a) sulla mandata; b) sul ritorno.

Come negli impianti di riscaldamento, anche nelle centrali frigorifere devono essere installati vasi di espansione per consentire la dilatazione termica dell’acqua contenuta nei circuiti, al variare della temperatura.
Dei vasi di espansione parleremo nel capitolo a loro dedicato: Vaso di espansione

Nelle centrali, comunque si prevedono valvole di sicurezza come protezioni dalle sovrapprensioni che si possono verificare sia sui circuiti pressurizzati dell’acqua sia su quelli del fluido refrigerante. Lo scarico di queste valvole deve essere convogliato all’esterno mediante tubazioni in acciaio di diametro non inferiore a quello delle valvole in maniera da non arrecare danno a cose e persone in caso di apertura.

Testo tratto dal “Manuale del termotecnico” autore Nicola Rossi, editore Hoepli.

Pubblicato in Chiller, Energia Termica, Free cooler, Installazione, Torri Evaporative

11 commenti su a “Il serbatoio di accumulo negli impianti di raffreddamento

  1. Gent.ma Roberta,
    grazie per averci contattati.
    Il vaso di espansione va installato in ogni caso, anche se la dilatazione dell’acqua è limitata in caso di impianti di raffrescamento o refrigerazione, il vaso di espansione consente di compensare le variazioni di volume anche ad impianto fermo o funzionante.
    Cordialmente, valter

  2. Salve , ho installato un impianto a pavimento su una superficie di circa 100 metri quadri , diviso in 4 zone con pompa di calore “Carrier 12 kw ” , nel funzionamento spesso la pompa mi da allarme 9 ( errore di flusso acqua ) mi è stato consigliato di installare un volano termico per acqua refrigerata , risolverò il problema ? Se sì è sufficiente da 100 litri ? Grazie . Matteo

  3. Alberto Rossi dice:

    Buongiorno; ho un chiller in pompa di calore che serve un impianto a pannelli radianti suddiviso in due circuiti generali, ciascuno dei quali serve poi più zone gestite attraverso dei collettori di zona sui quali sono montate delle valvole motorizzate a 2 vie.
    In sintesi si configura una situazione “circuito primario” col gruppo frigo dotato di pompa a bordo e circuiti secondari con le pompe dei pannelli che spillano dai collettori generali. Nel calcolo del volume dell’impianto per la valutazione del serbatoio inerziale devo tenere conto del circuito primario o del circuito primario + circuito secondario (pannelli radianti)? Mi balla una notevole differenza di volume di acqua. Parliamo di 250 kW freddi complessivi.
    Grazie
    Alberto Rossi

  4. Sto installando un impianto con pompa di calore da 11 Kw per fare sia caldo che freddo , l’impianto delle tubazioni più i ventilconvettori che uso ha di per sè una capacità di 115 litri. Mi può aiutare a valutere il volume dell’accumulo se serve ?
    Grazie anticipate e cordiali saluti , Franco.

  5. Buongiorno Domenico,
    sarebbe utile avere uno schema di installazione, in modo da poter capire meglio, in ogni caso vale la regola per cui il vaso di espansione (se a circuito aperto), sarà nel punto più alto.
    Nei vari punti alti delle tubazioni (sifoni di aria) è necessario prevedere delle valvoline di sfogo.
    Per bilanciare le portate sui due rami, può installare due saracinesche con relativo manometro.
    Spero sia chiaro, altrimenti ci ricontatti liberamente.
    cordiali saluti,
    valter

  6. devo collegare due mandate e due ritorni disposti su due piani ad un chiller distaccato da un vaso di accumulo come dovrei procedere senza sbagliare ?

  7. Buongiorno Federica,
    consideri che questi valori sono indicativi, infatti spesso si fa riferimento al tipo di impianto che si deve asservire.
    Un chiller per utilizzo industriale, che deve quindi asservire una serie di utenze variabili, ha in dotazione un serbatoio con una capacità variabile da 500 a 1000 lt.

    Cordiali saluti,

  8. Buongiorno, devo dimensionare un serbatoio di accumulo inerziale per acqua refrigerata. Ho letto il precedente intervento, ma non ho ben capito come il contenuto efficace di acqua dell’impianto (V) sia collegabile con il volume del serbatoio di accumulo. Nel mio caso con la formula proposta nell’intervento ottengo un valore di V=1,5 per una potenza frigorifera di 105 kW e una differenza di temperatura pari a 13-8=5°C.

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