Accumulo termico

Bollitore a doppio serpentino

Definizione

Un bollitore a doppio serpentino è un accumulo di acqua calda a riscaldamento indiretto con due scambiatori di calore interni separati, che permettono a due fonti di calore — classicamente il solare termico in basso e una caldaia o una pompa di calore in alto — di riscaldare un unico accumulo d'acqua. Il serpentino solare è posto in basso per sfruttare l'acqua più fredda; una regola di dimensionamento comune prevede almeno 0,2 m² di superficie del serpentino solare per ogni m² di area dei collettori.

Come funziona un bollitore a doppio serpentino?

Un bollitore a doppio serpentino contiene in un unico accumulo due scambiatori a serpentino indipendenti, ciascuno collegato alla propria fonte di calore con la propria regolazione. Il serpentino inferiore è normalmente dedicato ai collettori solari termici e lavora con ciò che il sole offre; il serpentino superiore si collega a una caldaia o a una pompa di calore e garantisce che la parte alta dell'accumulo — l'acqua che i rubinetti prelevano per prima — raggiunga la temperatura obiettivo a prescindere dal meteo. I due circuiti non si mescolano mai: ogni fonte riscalda l'acqua sanitaria accumulata attraverso la parete del proprio serpentino sigillato.

Il risultato è un unico recipiente compatto che fa ciò che altrimenti richiederebbe un accumulo di preriscaldamento più un accumulo di post-riscaldamento, con l'apporto solare automaticamente massimizzato prima che l'energia a pagamento integri il resto.

Perché la posizione dei serpentini conta in un bollitore a doppio serpentino?

La posizione decide sia la resa solare sia l'economia dell'integrazione, perché un accumulo stratificato è più freddo in basso e più caldo in alto. Il serpentino solare è collocato in basso in modo che i collettori ricevano sempre l'acqua più fredda disponibile — e il rendimento del collettore cresce al calare della temperatura di ingresso, quindi alimentare il circuito solare dallo strato più freddo dell'accumulo aumenta direttamente l'energia raccolta. Il serpentino ausiliario si trova nel terzo superiore in modo che la caldaia o la pompa di calore riscaldi solo il volume di riserva, lasciando fredda la parte bassa dell'accumulo come spazio di lavoro solare. Una buona stratificazione è ciò che mantiene distinte quelle zone; se la si distrugge con ingressi ad alta velocità, l'ausiliario finisce per riscaldare acqua che il sole avrebbe riscaldato gratis. Quale zona serve ciascun serpentino è illustrato in quale serpentino riscalda quale parte di un bollitore a doppio serpentino.

Quali dimensioni deve avere il serpentino solare?

Una regola pratica molto diffusa richiede almeno 0,2 m² di superficie del serpentino solare per ogni m² di area di apertura dei collettori, con margini generosi che si ripagano in temperature del circuito più basse e in un migliore rendimento dei collettori. Le norme europee sui sistemi solari della serie EN 12977 sottopongono a prova gli accumuli combinati e i loro scambiatori come componenti e i produttori pubblicano la superficie dei serpentini per ogni modello. Anche il volume di accumulo segue l'area dei collettori — comunemente 50–70 litri per m² di collettore — quindi accumulo e serpentino si dimensionano insieme, come descritto in quanto volume di accumulo per ogni m² di collettore.

Quando conviene scegliere un bollitore a doppio serpentino?

OpzioneFonti di calore serviteMigliore applicazione
Bollitore a serpentino singoloUna (caldaia o pompa di calore)Nessun solare previsto; il più semplice ed economico
Bollitore a doppio serpentinoDue (solare + caldaia/pompa di calore)Solare termico subito — o predisposto per il solare in futuro
Accumulo igienicoPiù fonti, tramite acqua tecnicaImpianti con più fonti e uso critico per la legionella

Scelga il doppio serpentino ogni volta che il solare termico è installato o seriamente previsto: montarne uno al momento della sostituzione del bollitore costa poco in più ed evita di cambiare l'accumulo in seguito, una strategia esaminata in posso montare ora un bollitore a doppio serpentino e aggiungere il solare più avanti. Il serpentino solare inutilizzato resta semplicemente inattivo finché non arrivano i collettori. La serie smaltata TSE-VD di Solimpeks appartiene a questo tipo — un bollitore smaltato a doppio serpentino con lo scambiatore solare in basso e quello ausiliario in alto, costruito nello stabilimento Solimpeks di Konya. Per le combinazioni di pompa di calore più solare, verifichi la superficie del serpentino superiore rispetto alla bassa temperatura di mandata della pompa di calore, poiché un serpentino dimensionato per caldaia trasferisce troppo poca potenza a 55 °C.

Domande frequenti

Quale serpentino è quello solare in un bollitore a doppio serpentino?

Quello in basso. I collettori solari lavorano con la massima efficienza se alimentati con acqua fredda e lo strato più freddo dell'accumulo è alla base, quindi lo scambiatore solare occupa sempre la sezione inferiore. Il serpentino della caldaia o della pompa di calore si trova nel terzo superiore per mantenere la zona calda di riserva.

Posso usare un bollitore a doppio serpentino con una pompa di calore al posto di una caldaia?

Sì, a patto che la superficie del serpentino superiore sia adatta a una mandata primaria a bassa temperatura. Le pompe di calore forniscono a 50–60 °C anziché agli 80 °C di una caldaia, quindi richiedono molta più superficie di serpentino per trasferire la stessa potenza — verifichi la specifica del serpentino del produttore prima dell'abbinamento.

Devo collegare entrambi i serpentini?

No. Un serpentino inutilizzato viene semplicemente lasciato intercettato o tappato, ed è esattamente così che funzionano le installazioni predisposte per il solare: il bollitore a doppio serpentino viene montato al momento della sostituzione e i collettori si collegano al serpentino inferiore in attesa anni dopo, senza disturbare l'accumulo.

Che cosa succede quando il solare ha già riscaldato l'intero accumulo?

Il termostato ausiliario è soddisfatto, quindi la caldaia o la pompa di calore resta semplicemente spenta — è il progetto che funziona come previsto. Nelle giornate di forte sole la fonte superiore può non funzionare affatto, ed è da qui che nascono i risparmi di combustibile.

Fonti e approfondimenti

L'autore

Team Ingegneria di Solimpeks

Progettazione e produzione di accumuli