Calcoli di termosifone: potenza, pendenza, diametro e flusso

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Christophe
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Calcoli di termosifone: potenza, pendenza, diametro e flusso




da Christophe » 10/02/09, 13:07

Ecco un metodo per calcolare un thermosiphon.

Questo è un tipico esempio di solare, ma il metodo è applicabile anche ad altri dispositivi di riscaldamento. Il problema è che per un "buon" funzionamento un termosifone necessita di un ritorno abbastanza freddo quindi con il rischio di essere al di sotto del punto di rugiada in caldaia ...

Scaldabagno solare in thermosiphon.

Lo scaldacqua solare thermosiphon è un sistema efficiente e senza costi operativi perché non ha bisogno di un circolatore e non necessita di regolazione. Di conseguenza, il suo ammortamento sarà più veloce. L'unico vincolo a questo sistema è che i sensori devono trovarsi a un livello inferiore rispetto al serbatoio ACS. Il termosifone è ben noto, il suo funzionamento risulta dalla differenza di densità del fluido termovettore dovuta alla differenza di temperatura tra i sensori e il serbatoio ACS. La differenza di altezza tra la parte superiore dei sensori e il fondo del palloncino deve essere di almeno 0,5 m per garantire che la pressione idro-motrice (o carico) sia correttamente posizionata.

Questa pressione idro-motrice è pari a:
P = H x (Produttore - Mfd)
P = pressione idro-motrice disponibile in mmCE
H = differenza di altezza in metri tra l'asse del sensore e l'asse del palloncino ECS
Mfr = massa del fluido alla temperatura più bassa (sensori di ritorno)
Mfd = massa del fluido alla massima temperatura (inizio del sensore)


Per acqua limpida, vedere la tabella a pagina: variazione della densità dell'acqua liquida in funzione della temperatura

Per l'acqua glicolata la massa è una funzione della percentuale di antigelo nell'acqua. Per fare con il fornitore.

Tuttavia, poiché il calcolo viene effettuato con una differenza di massa, i valori dell'acqua limpida possono essere utilizzati senza un grande rischio di errore.

Valori per il dimensionamento.

L'installazione viene generalmente calcolata per una portata di 0,7 litri / minuto per m² di sensore di circa 42 l / h.m².

Aggiungendo Christophe: per una caldaia sarebbe logico assumere 0,7 L / min per la potenza della caldaia 1kW.

Il calo della temperatura di partenza / ritorno è in media 20 ° C.
Le temperature di esercizio possono essere prese a 80 ° C per l'inizio e quindi con una caduta da 20 ° C a 60 ° C per il ritorno, ma per consentire una passeggiata a temperature più basse (in inter-stagione per esempio) esse può essere preso più sfavorevolmente per il calcolo della pressione idro-motrice a 65 / 45 ° C.

Il rapporto J / Z (vedi sotto, calcolo della perdita di carico) dipenderà dalla configurazione dell'installazione e per un primo approccio sarà 35 / 65% (65% per Z per tenere conto delle cadute di pressione dei sensori e pallone se non sono noti).

Raccomandazioni

- Al fine di limitare il più possibile le perdite di carico, i primi nemici del sistema a termosifone, i sensori devono preferibilmente essere nel gruppo Tickelmann (vedi disegno sotto) piuttosto che nell'assemblaggio a S.
Immagine
- Nessuna pendenza dovrebbe essere fatta perché ha l'effetto di tagliare il thermosiphon.
- La pendenza deve sempre essere ascendente verso il pallone, evitare posizioni di livello.
- Lo spurgo dell'aria sarà effettuato dal serbatoio di espansione aperto situato sopra il serbatoio ACS (vedere lo schizzo ad esempio).
- Il serbatoio ACS deve preferibilmente essere a doppia camicia piuttosto che avvolgerlo sempre per limitare le perdite di carico.
- I tubi devono essere isolati.
- I gomiti dovrebbero essere fatti preferibilmente usando una piegatrice per avere il raggio più grande possibile.

esempio di calcolo

Immagine

- Lunghezza del sensore / linea di flusso del palloncino, 6,5 m
- Lunghezza del pallone / sensori di ritorno, 7 m
- Sensori asse di dislivello / asse del palloncino, 5,80 m
- Rapporto J / Z, 35 / 65%
- Superficie dei sensori, 5m²
- Flusso, 42 l / h / m²
- Temperatura del flusso del sensore, 65 ° C
- Temperatura di ritorno del sensore con una caduta di 20 ° C, 45 ° C
- Densità dell'acqua a 65 ° C, 980,48 kg / m3
- Densità dell'acqua a 45 ° C, 990,16 kg / m3

Pressione idraulica disponibile in mmCE:
P = 5,8 x (990,16 - 980,48) = 56,14

Valore di J in mmCE / m:
J = 56,14 0,35 / (7 + 6,5) = 1,45

Il diametro dei tubi deve essere scelto per approssimazioni successive in modo da non superare 1,45 mmCE / m. Per facilitare i calcoli possiamo utilizzare la cartella di lavoro di Excel "Perdita di carica".

Quindi, inserendo i seguenti parametri: flusso = 42 x 5 = 210 l / h
tubi di rame. Temperatura del flusso del fluido, 65 ° C. DeltaT, 20 ° C e per approssimazione, troviamo il diametro di 26x28 che dà il valore immediatamente inferiore a 1,45 di 0,84 mmCE / m.

Con questo valore, il flusso effettivo sarà necessariamente più alto di quello calcolato, quindi, aumentando il flusso per approssimazione, troviamo la velocità di 288 l / h, che ci dà un tasso di 57,6 l / h.m².

Maggiore è la temperatura di flusso del sensore, maggiore sarà la differenza di densità, che aumenterà la pressione idro-motrice e quindi il flusso. Poiché il volume di scambio termico del palloncino è proporzionale alla differenza di temperatura media tra la temperatura media del refrigerante e la temperatura media dell'acqua calda sanitaria, questo volume di scambio aumenterà con il flusso perché l'aumento di quest'ultimo indurrà un calo di temperatura più basso e quindi aumenterà la deviazione media.


Informazioni sul file Excel del calcolo delle perdite di carico: https://www.econologie.info/share/partag ... KPz3dP.xls

Il quaderno Excel "Perdite di carico JZ.xls" permette di calcolare le perdite di carico di un circuito e questo per sezione. Per eseguire i calcoli per un'installazione completa, iniziare dal circuito più svantaggiato, generalmente il radiatore più lontano dalla caldaia o il circuito di riscaldamento a pavimento più lontano dalla caldaia e il più lungo, in modo da conoscere il perdita di carico di riferimento e vedere se il suo valore non supera quello del circolatore se è già definito (fornito con la caldaia) per poter apportare correzioni Una sezione è una parte del circuito come, ad esempio, la parte che va dalla caldaia ai tee del 1 ° radiatore o dei primi collettori, dai tee del 1 ° radiatore o dei collettori ai tee del XNUMX ° radiatore o dei collettori ai tee del XNUMX ° radiatore, ecc ...

Per facilitare l'uso del legante, avviare la caldaia (1ère ligne) raggiungendo l'ultimo circuito del radiatore o del riscaldamento (il più svantaggiato) per definire la caduta di pressione di riferimento, quindi solo rimuovere le sezioni dalla fine alla forchetta ad altre in modo da non dover inserire nuovamente i valori dalla caldaia e questo per definire i diametri degli altri circuiti.

La cartella di lavoro contiene colonne nascoste per ridurre lo scopo del lavoro. È possibile visualizzare queste colonne facendo clic sulla piccola croce posta sopra le colonne.


Fonte et file excel
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dap35
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da dap35 » 04/05/11, 13:31

Ciao

Ho domande 2 su questa modalità di funzionamento per uno scaldacqua solare:
Di notte, il thermosiphon non funzionerà nella direzione opposta: riscaldare i pannelli? Come evitarlo? Valvola di ritegno?
Rischio di gelo nei pannelli? Antigelo?
Sarebbe possibile in Bretagna per esempio?

grazie

incavo
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Gaston
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da Gaston » 04/05/11, 13:43

dap35 ha scritto:Di notte, il thermosiphon non funzionerà nella direzione opposta: riscaldare i pannelli?
No, l'acqua più calda è nel pallone in quel momento, rimane alzata.

dap35 ha scritto:Rischio di gelo nei pannelli? Antigelo?
Sì, è necessario l'antigelo (a seconda del clima).

dap35 ha scritto:Sarebbe possibile in Bretagna per esempio?
Tecnicamente, senza dubbio.
Dobbiamo ancora prendere in considerazione il sole ...
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Mido66
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da Mido66 » 06/02/13, 11:21

Buongiorno,

è necessario aggiungere un vaso di espansione poiché il pallone ha un gruppo di sicurezza che si attiverà in caso di sovrapressione.
Vivo in Marocco ad Agadir 360 giorni di sole e temperatura media 20 ° in inverno e 32 in estate,
Ho prodotto i sensori con barre in orizzontale con una pallina di 300 litri il problema di 300 litri è che non esiste in orizzontale, il palloncino è circa 1.80m di altezza, l'inclinazione a 45 ° del sensore dà un'altezza di 80cm più lo 1.80m del palloncino e la differenza di 0.50m per far funzionare il thermosiphon mi dà 3.10m di altezza il mio pallone sembra quindi un razzo all'inizio ma non posso farci niente.
Il circuito è in circuito aperto, riscalda direttamente l'acqua del pallone.
Cambio il pallone di riscaldamento elettrico sostituendo la resistenza con l'ingresso al caldo e ritorno a freddo, questo ingresso è sul lato di 35cm dal fondo del pallone, per inviare acqua calda al pallone Sono obbligato a mettere una pipa che esce dall'entrata citata sopra e salire all'interno del pallone per raggiungere la cima di questo.
L'uscita dell'acqua calda e il ritorno dell'acqua fredda sono in 22mm

Hai un commento da fare o da consigliare?
grazie
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MJB61
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Ri: Calcoli del termosifone: potenza, pendenza, diametro e flusso




da MJB61 » 04/10/23, 11:54

Buongiorno,
Grazie per questo tutorial, ma non ho capito tutto, avrei bisogno di ulteriori spiegazioni.

All'inizio del calcolo, dopo il diagramma, spieghi:
Valore di J in mmCE / m:
J = 56,14 0,35 / (7 + 6,5) = 1,45

Non capisco come il valore J che corrisponde ad una perdita di carica possa diminuire all'aumentare della lunghezza del circuito. In questo calcolo, se invece di 7m. + 6 metri. mettiamo 70m. +60 metri. la perdita di pressione J sarebbe solo 0,45. quindi 10 volte meno perdite con 10 volte più lunghezza di transito???

poco più sotto scrivi:
Quindi, inserendo i seguenti parametri: flusso = 42 x 5 = 210 l / h
tubi di rame. Temperatura del flusso del fluido, 65 ° C. DeltaT, 20 ° C e per approssimazione, troviamo il diametro di 26x28 che dà il valore immediatamente inferiore a 1,45 di 0,84 mmCE / m.


nel foglio di calcolo, seguendo il tuo consiglio, ho digitato i seguenti valori: portata 210; tubo di rame; temperatura iniziale 65; delta T20; ...non accade nulla. Ho aggiunto la lunghezza della sezione 13,5; %J 35 ;... ... non succede nulla.
Ho quindi digitato 26 nella colonna D interno in mm. e in quel momento vengono visualizzati dati diversi.
Ma da lì mi sono perso.
Scrivi : il diametro di 26x28 che dà il valore immediatamente inferiore a 1,45 di 0,84 mmCE/m.
Non capisco quest'ultima frase.

Spero che qualcuno qui possa spiegarmi come funziona questo foglio di calcolo.

bien cordialement
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