Estrazione di gas caldo
Riscaldamento efficiente dell'acqua calda sanitaria
Ogni processo di compressione produce gas caldo. Con la giusta tecnologia, questo gas può essere utilizzato specificamente per riscaldare l'acqua calda sanitaria. Questo non solo consente di raggiungere un livello di temperatura più elevato, ma aumenta anche l'efficienza del sistema.
A differenza del riscaldamento a pavimento a bassa temperatura, per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria è richiesto un livello di temperatura elevato, soprattutto per motivi igienici. Questo pone delle sfide particolari ai generatori di calore.
"Durante ogni processo di compressione si produce gas caldo", spiega Jürg Zwick, consulente per progettisti e ingegneri di STIEBEL ELTRON Svizzera. Nella maggior parte dei sistemi a pompa di calore, il calore viene rilasciato attraverso un comune scambiatore di calore. Con l'estrazione del gas caldo, invece, le temperature del gas caldo generate nel processo di compressione vengono convogliate nel sistema di riscaldamento dell'acqua calda sanitaria. A questo scopo, a valle del compressore viene installato uno scambiatore di calore aggiuntivo, attraverso il quale il gas caldo viene convogliato e disaccoppiato prima che il gas caldo raffreddato venga infine restituito al condensatore. "Grazie a questo scambiatore di calore aggiuntivo, è possibile preparare l'acqua calda contemporaneamente al normale funzionamento della pompa di calore", spiega Zwick.
Maggiore efficienza del sistema
L'estrazione del gas caldo consente di raggiungere temperature utili significativamente più elevate, mantenendo l'efficienza del sistema. Le perdite di circolazione e distribuzione sono solitamente coperte elettricamente, il che può comportare un elevato consumo di elettricità e costi inutili. "Il processo di estrazione del gas caldo riduce notevolmente il consumo di elettricità per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria", spiega Cristhian Boha, Product Manager di STIEBEL ELTRON Svizzera.
WPE-I H 400 con estrazione di gas caldo
Con il WPE-I H 400, STIEBEL ELTRON offre una pompa di calore acqua glicolica/acqua con estrazione di gas caldo. Gli apparecchi sono disponibili in quattro taglie di potenza da 33 a 87 kW di potenza termica e possono essere installati in cascata con un massimo di 16 apparecchi. Ciò consente una potenza fino a 1400 kW. L'estrazione dei gas caldi, facilmente attivabile, consente di utilizzare gas caldi fino a 125 °C. "Ciò significa che durante il periodo di riscaldamento è possibile raggiungere temperature significativamente più elevate nell'area di accumulo superiore senza dover ricorrere a un riscaldamento aggiuntivo", spiega Boha. E anche nei mesi estivi, l'efficienza del riscaldamento dell'acqua calda sanitaria è elevata con il funzionamento del raffreddamento attivo. Per quanto riguarda il riscaldamento, è possibile raggiungere requisiti di temperatura elevati, fino a 65°C. Questo rende il WPE-I H 400 Premium ideale per la ristrutturazione degli impianti di riscaldamento dei condomini.
Due circuiti di estrazione del calore
Una pompa di calore con tecnologia a gas caldo ha due circuiti di estrazione del calore: un circuito a bassa temperatura (circa 35-40 °C) per il sistema di riscaldamento e un circuito ad alta temperatura (circa 60-65 °C) per il fabbisogno di acqua calda. Senza estrazione di gas caldo, l'intera potenza termica della pompa di calore viene utilizzata nel circuito a bassa temperatura. Con due circuiti di estrazione del calore, una parte della potenza può essere utilizzata a un livello di temperatura molto elevato.
Processo di estrazione del gas caldo
Nel processo della pompa di calore, un refrigerante liquido viene vaporizzato nell'evaporatore utilizzando energia ambientale. Il refrigerante, ora gassoso, raggiunge il compressore dove viene compresso, facendo salire la temperatura al livello di gas caldo - fino a 125 °C a seconda del refrigerante. Quando il calore viene trasferito all'acqua di riscaldamento, il refrigerante si raffredda nuovamente e si condensa. Nella valvola di espansione, viene depressurizzato alla pressione originale. La riduzione della pressione provoca la vaporizzazione di una parte del refrigerante.
Nel processo a gas caldo, il vapore surriscaldato passa attraverso il compressore, che aumenta nuovamente la pressione e innalza la temperatura del vapore refrigerante. Questo può essere utilizzato per riscaldare l'acqua calda. Una volta estratto il gas caldo, il refrigerante si condensa completamente.
Gestione intelligente dello storage
Un bollitore passante per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria è collegato alla mandata e al ritorno del riscaldamento della pompa di calore. A tale scopo si utilizzano le bocchette di collegamento al centro del bollitore. Per l'utilizzo del gas caldo, lo scambiatore di calore del gas caldo è collegato anche al tubo di collegamento superiore dell'accumulatore istantaneo. La portata viene impostata tramite una valvola di regolazione della linea.
Il sistema di controllo consente una gestione intelligente delle bombole, compreso il controllo del caricamento passante con gas caldo. A questo scopo, nelle linee di alimentazione del cilindro sono installate due valvole di commutazione, in modo che il caricamento con gas caldo sia possibile anche nella zona centrale del cilindro continuo. Non appena viene raggiunto un determinato livello di temperatura (ad esempio 68 °C) nella parte superiore del cilindro, l'intero cilindro inizia a essere caricato attraverso i tubi di collegamento nella parte centrale. Ciò consente di adattare la stratificazione della temperatura nel cilindro ai rispettivi requisiti.
Grazie all'estrazione del gas caldo, è possibile raggiungere un livello di temperatura fino a 70 °C per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria, senza riscaldamento aggiuntivo nel funzionamento a pompa di calore. In questo modo, da un lato si soddisfano i requisiti igienici e, dall'altro, si elimina la necessità di un riscaldamento supplementare di tipo fossile o elettrico. Il minor consumo di energia riduce anche i costi energetici.
