Accumuli

Qual è la differenza tra un bollitore a riscaldamento diretto e uno a riscaldamento indiretto?

Risposta rapida

Un bollitore diretto scalda l'acqua con una resistenza elettrica a immersione all'interno dell'accumulo; un bollitore indiretto la scalda attraverso un serpentino alimentato da una caldaia, da una pompa di calore o da un collettore solare. La differenza è la velocità: una resistenza da 3 kW impiega 3,9 ore per aumentare di 50 °C la temperatura di 200 litri, mentre il serpentino alimentato da una caldaia da 24 kW fa lo stesso lavoro in meno di 30 minuti.

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Qual è la differenza tra un bollitore diretto e uno indiretto?

Un bollitore diretto non ha scambiatore di calore. La fonte di calore si trova nell'acqua stessa: di solito una o due resistenze elettriche a immersione, in qualche caso un'alimentazione da teleriscaldamento. Un bollitore indiretto mantiene separata la fonte di calore: l'acqua calda primaria di una caldaia, di una pompa di calore o di un circuito solare circola attraverso uno scambiatore a serpentino chiuso all'interno dell'accumulo e non si mescola mai con l'acqua potabile.

Il bollitore indiretto è lo standard per qualsiasi casa con una fonte di calore idronica, e l'unica opzione sensata per il solare termico o per una pompa di calore, perché queste fonti producono calore sotto forma di acqua calda e non di elettricità.

Quanto tempo impiega ciascuno a scaldare un accumulo?

Scaldare 200 litri di 50 °C richiede 11,6 kWh: un kilowattora scalda di 50 gradi 17,2 litri. Dividendo per la potenza in ingresso, la differenza tra le due soluzioni diventa evidente.

Fonte di calorePotenza ceduta all'accumuloTempo per scaldare 200 L di 50 °C
Singola resistenza da 3 kW (diretto)3 kW3 h 52 min
Due resistenze da 3 kW (diretto)6 kW1 h 56 min
Pompa di calore tramite serpentino da 2,5 m²5–7 kW1 h 40 min – 2 h 20 min
Caldaia tramite serpentino da 1,0 m²15 kW47 min
Caldaia tramite serpentino da 1,5 m²24 kW29 min
Campo solare da 4 m² con buon sole2–2,5 kW5–6 h di captazione

Nel bollitore indiretto, a determinare i valori è il serpentino, non la caldaia. Una caldaia da 30 kW che alimenta un serpentino da 0,6 m² trasferisce comunque solo circa 12 kW, ed è per questo che a decidere il tempo di ripristino è la superficie del serpentino, non la potenza del bruciatore.

Quando ha senso un bollitore diretto?

Dove non c'è alcuna fonte di calore idronica, o dove l'elettricità è davvero economica nel momento del riscaldamento. Tre casi:

  • Appartamenti interamente elettrici senza caldaia e senza spazio per un'unità esterna.
  • Tariffe biorarie o a fasce orarie, dove un bollitore diretto con tariffa notturna funziona come una semplice batteria termica. Un accumulo da 250 litri caricato di notte immagazzina circa 14 kWh.
  • Deviazione del surplus fotovoltaico, dove un regolatore della resistenza scarica nell'accumulo la produzione altrimenti immessa in rete.

Il prezzo da pagare è l'efficienza. Il riscaldamento diretto converte un kilowattora di elettricità in un kilowattora di calore; una pompa di calore che alimenta un bollitore indiretto converte lo stesso kilowattora in tre o più, quindi il costo di esercizio è un terzo o meno, ancora prima di qualsiasi contributo solare.

Perché le pompe di calore e il solare richiedono un bollitore indiretto?

Perché entrambi forniscono calore a bassa temperatura, e la bassa temperatura richiede una grande superficie. Un serpentino alimentato da una caldaia vede una differenza di 20–25 K tra l'acqua primaria a 75 °C e l'accumulo; una pompa di calore a 50 °C ne vede appena 10 K una volta che l'accumulo si è scaldato. Lo scambio termico è proporzionale a quella differenza, quindi il serpentino deve crescere per compensare: tipicamente 2,5–3,0 m² contro gli 0,5–0,8 m² di un bollitore per caldaia, come spiegato in quale superficie di serpentino serve a un bollitore per pompa di calore.

Il solare termico ha lo stesso requisito più uno: il serpentino deve stare in basso nell'accumulo, in modo che i collettori incontrino sempre l'acqua più fredda disponibile. Solimpeks costruisce i propri accumuli per solare e pompe di calore secondo questo principio, con il serpentino primario nella parte inferiore dell'accumulo e versioni dedicate con serpentino solare (TSE-VS) e con serpentino per pompa di calore (TSE-VS HP) per il servizio a bassa temperatura.

Un bollitore può essere sia diretto sia indiretto?

Sì, e la maggior parte dei buoni accumuli lo è. Un bollitore indiretto con una resistenza a immersione nel terzo superiore offre un serpentino per la fonte di calore principale più un'integrazione elettrica in grado di scaldare solo i 60–80 litri in alto: utile per un ciclo di pastorizzazione contro la legionella, per il surplus fotovoltaico o per la settimana in cui la caldaia si guasta.

Un bollitore a doppio serpentino porta la stessa idea oltre, con due serpentini indiretti a quote diverse, in modo che solare e caldaia possano condividere un unico accumulo senza ostacolarsi. In quella disposizione la resistenza a immersione è un terzo ingresso, non un sostituto di nessuno dei due serpentini.

Domande frequenti

È meglio un bollitore diretto o indiretto?

Indiretto, per qualsiasi casa con caldaia, pompa di calore o collettori solari, perché scalda molto più in fretta e funziona con calore meno costoso. Un bollitore diretto ha senso solo in abitazioni interamente elettriche, con tariffe biorarie o come accumulo per il surplus fotovoltaico.

Si può capire dall'esterno se un bollitore è indiretto?

Sì. Un bollitore indiretto ha due attacchi in più contrassegnati come mandata primaria e ritorno primario, con tubazioni che tornano alla caldaia o alla pompa di calore. Un bollitore diretto ha solo ingresso dell'acqua fredda, uscita dell'acqua calda e uno o due coperchi degli attacchi per le resistenze a immersione.

Quanto impiega una resistenza da 3 kW a scaldare un accumulo pieno?

Circa 3 ore e 52 minuti per 200 litri riscaldati di 50 °C, e poco meno di 3 ore per 150 litri. Scaldare solo la parte alta dell'accumulo con una resistenza superiore è molto più rapido: circa 70 minuti per 60 litri.

Un bollitore indiretto ha ancora bisogno di una resistenza a immersione?

Non in senso stretto, ma conviene averla. Una resistenza superiore fornisce un'integrazione se la fonte di calore si guasta, può eseguire un ciclo antilegionella settimanale in un impianto con pompa di calore e può assorbire il surplus di produzione fotovoltaica.

Fonti e approfondimenti

L'autore

Team Ingegneria di Solimpeks

Progettazione e produzione di accumuli