Un separatore idraulico offre separazione idraulica con un volume accumulato quasi nullo, mentre un accumulo inerziale offre la separazione più 10–50 litri d'acqua per kW di potenza della pompa di calore. Scelga il separatore quando le portate devono solo essere disaccoppiate; scelga l'accumulo inerziale quando la pompa di calore ha bisogno anche del volume minimo d'impianto per lo sbrinamento e per la protezione dai cicli brevi. Un impianto a zona singola completamente aperto con una pompa di calore modulante non ha bisogno né dell'uno né dell'altro.
Quale problema risolvono entrambi i dispositivi?
Entrambi offrono separazione idraulica: permettono alla pompa di calore di far circolare la propria portata costante e abbondante mentre i circuiti di riscaldamento ricevono la portata richiesta in quel momento dai loro circolatori e dalle loro valvole. Una pompa di calore è molto più sensibile alla portata di una caldaia: la maggior parte delle unità vuole una differenza di temperatura di soli 5–8 K attraverso lo scambiatore, e le valvole termostatiche che strozzano i terminali in modo imprevedibile possono lasciarla senza portata sufficiente, provocare guasti da alta pressione o forzare i cicli brevi. La separazione disaccoppia i due lati. I dispositivi differiscono per ciò che portano in più: un separatore non porta in sostanza altro, un accumulo inerziale porta volume accumulato.
Come funziona un separatore idraulico?
Un separatore idraulico è un tubo verticale corto e largo con quattro attacchi: mandata e ritorno primari da un lato, mandata e ritorno secondari dall'altro. Il suo ampio diametro interno mantiene la velocità dell'acqua sotto circa 0,1–0,2 m/s, così i due circuiti si incontrano in una zona a differenza di pressione quasi nulla e nessun circolatore disturba l'altro. Contiene solo pochi litri, si installa in pochi minuti e aggiunge una dispersione termica trascurabile. La sua debolezza è la stessa fisica della miscelazione di un accumulo a quattro attacchi: se la portata primaria supera quella secondaria, l'acqua calda va in corto circuito lungo il separatore e ritorna alla pompa di calore, e se la secondaria supera la primaria, l'acqua di ritorno fredda diluisce la mandata ai terminali, costando 2–5 °C di temperatura di mandata. Portate bilanciate mantengono un separatore quasi privo di perdite; portate non bilanciate penalizzano silenziosamente ogni ora di funzionamento.
Cosa fa un accumulo inerziale che un separatore non può fare?
Accumulare energia. Un accumulo inerziale aggiunge un reale volume d'acqua, di solito dimensionato a 10–50 L/kW (veda le regole di dimensionamento), che fa tre cose che un separatore fisicamente non può fare: garantisce il contenuto minimo d'acqua dell'impianto che la maggior parte dei produttori richiede per il ciclo di sbrinamento (comunemente 10–20 L/kW), allunga i tempi di funzionamento del compressore negli impianti a più zone in cui la chiusura delle valvole riduce il circuito attivo e può colmare la commutazione tra generatori negli impianti bivalenti. Il prezzo sono ingombro, costo e una dispersione termica di circa 54–220 W a seconda del volume e della classe di isolamento.
Quale scegliere?
| Opzione | Separazione idraulica | Volume aggiunto | Rischio di distorsione della temperatura | Più adatta a |
|---|---|---|---|---|
| Collegamento diretto | Nessuna | Nessuno | Nessuno | Zona singola aperta, pompa di calore modulante, volume di tubazioni adeguato |
| Volumiser a due attacchi | Nessuna | Completo | Minimo | Protezione di volume/sbrinamento senza separazione |
| Separatore idraulico | Completa | ~2–5 L | Moderato se le portate non sono bilanciate | Disaccoppiamento delle portate dove il volume è già sufficiente |
| Accumulo a quattro attacchi | Completa | Completo | Massimo se le portate non sono bilanciate | Impianti a più zone, bivalenti o a basso volume che richiedono entrambi |
Proceda dall'alto verso il basso dell'elenco, non il contrario: le moderne pompe di calore modulanti sono progettate per essere collegate nel modo più diretto possibile e ogni livello di separazione aggiunto deve giustificarsi. Se l'unico problema è l'interazione tra i circolatori dei circuiti, un separatore lo risolve a una frazione del costo e dell'ingombro. Se l'impianto manca anche di volume d'acqua, il caso di gran lunga più comune nelle riqualificazioni a radiatori con più zone, un accumulo inerziale risolve entrambi i problemi in un solo recipiente, e i compromessi di efficienza restano contenuti se è collegato correttamente.
Quanto incide sull'efficienza?
Ogni grado di temperatura di mandata sprecato dal dispositivo di separazione costa circa il 2–3% dell'efficienza della pompa di calore, ed è per questo che la scelta tra collegamento a 2 e a 4 attacchi conta quanto la scelta del dispositivo stesso. Il monitoraggio sul campo britannico nell'ambito del progetto Electrification of Heat, finanziato dal governo, ha rilevato che la qualità della progettazione idraulica è uno dei più forti fattori di differenziazione tra impianti con buone e con cattive prestazioni. Qualunque dispositivo installi, bilanci le portate, lo isoli e imposti la temperatura di mandata sulle reali esigenze dei terminali, non sulle perdite a monte.
Domande frequenti
Un separatore idraulico è più efficiente di un accumulo inerziale?
Di solito sì, perché accumula pochissima acqua e ha quindi una dispersione termica trascurabile. Ma entrambi i dispositivi condividono lo stesso rischio di miscelazione: con portate primaria e secondaria non bilanciate, un separatore altera la temperatura di mandata esattamente come un accumulo a quattro attacchi. Un separatore bilanciato è quasi privo di perdite; uno non bilanciato no.
Posso usare un volumiser al posto di un separatore o di un accumulo inerziale?
Sì, quando il problema è il volume d'acqua e non il disaccoppiamento delle portate. Un volumiser a due attacchi sul ritorno aggiunge volume per lo sbrinamento e la protezione dai cicli brevi con una distorsione quasi nulla, ma non offre alcuna separazione idraulica: i circolatori di zona e la pompa di calore continuano a interagire.
Le pompe di calore inverter modulanti hanno davvero bisogno di un separatore o di un accumulo inerziale?
In un circuito a zona singola completamente aperto con volume di tubazioni sufficiente, no: il collegamento diretto offre le prestazioni migliori. Aggiunga un dispositivo solo per un motivo concreto: contenuto minimo d'acqua dell'impianto, circuiti a più zone o un secondo generatore di calore.
Un separatore idraulico ha bisogno di una seconda pompa?
Sì. Separazione significa che ciascun lato deve muovere la propria acqua, quindi un separatore implica sempre un circolatore secondario, di solito 30–60 W durante il funzionamento. Ne tenga conto nel confronto con un collegamento diretto.