“Se leggete la parola ‘bufalo’ sulla gabbia di un elefante, non credete ai vostri occhi”, ha detto Kozma Prutkov. Ma noi lo facciamo. La pubblicità moderna è così ingegnosa che a volte persino i miei occhi mi tradiscono. E ci sono molte cose che non si possono vedere in un prodotto, soprattutto se tecnicamente complicato. Bisogna credere a ciò che è scritto. Oggi cercheremo di aprire gli occhi sul tema degli scaldacqua indiretti. Nonostante il desiderio di indorare la pillola e pubblicizzare i nostri prodotti, cercheremo di essere il più obiettivi possibile e di basare le nostre conclusioni sui fatti.
Dalla rivista:
Notizie EVAN #3 19
Una base oggettiva
Proprio per raggiungere questo obiettivo – una valutazione oggettiva – nel secondo trimestre del 2023, su richiesta di EVAN, JSC, abbiamo testato gli scaldacqua indiretti dei principali produttori più diffusi sul mercato Italiano. Come base per i test è stata utilizzata la norma EN 12897:2006 ACS per scaldacqua indiretti a circuito chiuso .
Sono stati testati 6 campioni dei più comuni scaldabagni da 200 litri di capacità. Sono compresi gli apparecchi prodotti dal Gruppo NIBE – Mega W-E-220.81 e VLM 220 KS, oltre ai produttori più diffusi sul mercato Italiano. Un riscaldatore indiretto è strutturalmente disponibile in diverse varianti. La prima, la più comune, è l’unità con scambiatore di calore a serpentina.
In questo caso, il bollitore dell’acqua calda sanitaria è dotato di una serpentina attraverso la quale scorre il fluido caldo. L’energia del mezzo di trasferimento del calore viene trasferita attraverso le pareti della batteria al serbatoio e riscalda l’acqua. Cinque dei riscaldatori testati, compresi gli apparecchi NIBE, sono stati progettati secondo questo principio.
Negli ultimi anni le caldaie indirette “tank-in-tank” stanno guadagnando popolarità in Italia. In questo caso, l’accumulatore di acqua calda sanitaria è posto all’interno di un serbatoio riempito di fluido termico. L’acqua nel serbatoio interno viene riscaldata dall’energia trasmessa dal mezzo di riscaldamento attraverso le pareti del serbatoio. Anche questo modello di riscaldatore reperto A è stato messo alla prova.
Personale, standard e strumenti di misura
Personale: Timo Nordblum, ingegnere di prova autorizzato dal VTT
Norme: come base del test è stata utilizzata la norma EN 12897:2006 acqua calda sanitaria per scaldacqua ad accumulo chiuso
Acquisizione dati e controllo elettrovalvole: Datataker-85, s: n. 095033
Misura della temperatura: termocoppie tipo K, + -1°C
Misurazione del flusso d’acqua domestico : sensore di flusso Krohne Optiflux 1000 DN15, convertitore di segnale Krohne IFC 050, ± ; 0,4 %
Flusso di carica: ZENNER DE-13-MI001-PTB001
Un carro armato non è uguale a un carro armato
Prima di passare ai valori misurati, diamo prima un’occhiata alle specifiche del costruttore. Cosa cerca il cliente in uno scaldabagno? Naturalmente, per il volume del serbatoio. È infatti il volume a determinare la quantità di acqua calda disponibile senza ulteriori ricariche. Il volume del serbatoio è un valore apparentemente invisibile. In effetti, tutti i produttori includono questo valore nei nomi dei loro modelli.
Diamo un’occhiata ai nostri soggetti di prova. Tutti i modelli sono contrassegnati da cifre vicine alla capacità del serbatoio. Tuttavia, guardate il modello A. Le dimensioni del serbatoio esterno questo modello è progettato secondo il principio tank-in-tank sono indicate nell’etichetta del modello, mentre il serbatoio dell’acqua calda sanitaria è significativamente più piccolo, solo 126 litri.
Nei modelli a serpentina, anche il volume dell’acqua riscaldata è leggermente ridotto, poiché una parte del serbatoio è occupata dalla serpentina. Tuttavia, questo non fa alcuna differenza. Ad esempio, lo scaldacqua VLM KS ha una capacità della serpentina di soli 2,2 litri, il che significa che un serbatoio da 200 litri può contenere 197,8 litri di acqua sanitaria.
Oltre al volume, non meno importante è il materiale del serbatoio. Ciò influisce sulla durata e sulle condizioni operative che può sopportare. Tra i modelli analizzati, 4 sono in acciaio smaltato e due in acciaio inox. Fare paragoni tra gli smalti è un compito difficile e, dato che abbiamo promesso di non dilungarci sulla pubblicità, non entreremo nei dettagli: la fabbrica in cui viene prodotto MEGA ha una delle migliori linee di smaltatura d’Europa. Per quanto riguarda i campioni di acciaio inossidabile, conosciamo i marchi. Il modello A è dotato di un serbatoio in acciaio inox AISI316L; il modello VLM KS ha un serbatoio in acciaio inox AISI 444. Entrambi sono degni di essere utilizzati in uno scaldabagno.
Tuttavia, ecco alcuni estratti dei dati compilati dal produttore AcelorMittal. “L’acciaio AISI 444 ha un’ottima resistenza a tutti i tipi di corrosione grazie al cromo Cr , al molibdeno Mo e alla doppia stabilizzazione con niobio Nb e titanio Ti . Il loro contenuto si riflette in un’ottima resistenza alla vaiolatura, superiore a quella delle qualità austenitiche AISI304L, AISI316L e AISI316Ti. Il suo PREN numeri di resistenza al pitting di 24 25 rappresenta un’ottima resistenza alla corrosione, superiore a quella dei gradi austenitici 304L, 316L e 316Ti
Questo fa di NIBE VLM KS il leader in termini di qualità del materiale dei serbatoi. A proposito, si noti che nell’esemplare A solo il serbatoio interno dell’acqua calda sanitaria è in acciaio inox, mentre il serbatoio esterno è in acciaio strutturale. Un’altra caratteristica del serbatoio è la pressione che può sopportare. Tutti gli scaldacqua indiretti testati hanno una pressione di alimentazione di 6 bar, quindi la pressione di esercizio nel serbatoio non può essere inferiore a questo valore. Tuttavia, l’acqua si espande quando viene riscaldata, il che può aumentare la pressione nel serbatoio. Ecco perché è una buona idea avere un po’ di stock. Tale margine è fornito dal campione A pressione del serbatoio 8,6 bar , dal campione B 10 bar e dal NIBE VLM KS 10 bar .
I produttori regolano inoltre obbligatoriamente la temperatura massima dell’acqua nel serbatoio. E anche se nelle case normali si usa più spesso acqua a 40 gradi, più si può riscaldare l’acqua, più si ottiene la stessa acqua a 40 gradi per lo stesso volume del serbatoio. Questo amplia anche la gamma di applicazioni del riscaldatore: oltre al normale uso domestico, può essere utilizzato per qualsiasi processo in cui sia richiesta acqua ad alta temperatura. Il leader in questo parametro è il VLM KS, che può essere riscaldato in vasca fino a 100°C. Vicino a questo 95°C è il campione B.
Suggerimento:La scelta di uno scaldacqua inizia con la valutazione del serbatoio. Volume, materiale, pressione di esercizio, temperatura massima consentita nel serbatoio: queste sono le caratteristiche principali. Si noti che lo scaldacqua tank-in-tank ha diversi valori di volume: volume totale, volume del circuito primario, volume del serbatoio dell’acqua calda sanitaria. Il volume dell’accumulatore interno per la preparazione dell’acqua calda è importante.
Bobina e altro
Il secondo elemento più importante di un riscaldatore indiretto è lo scambiatore di calore. Come abbiamo detto prima, si tratta di una bobina o di un contenitore primario – un serbatoio. Le caratteristiche dello scambiatore di calore indicate da tutti i produttori, la sua superficie. Si tratta infatti di uno dei pochi valori che possono essere accuratamente misurati, documentati e costanti. Gli altri valori output, prestazioni, ecc. sono approssimativi.p. dipendono da un gran numero di fattori e sono piuttosto difficili da confrontare, ma ne parleremo più avanti.
E il risparmio di spazio: è più facile trovare un solo strumento che quattro? Perché maggiore è l’area di trasferimento del calore, maggiore è la potenza, a parità di altre condizioni. Questo è uno dei vantaggi del design “tank-in-tank”. Dopo tutto, la bobina è così piccola e il serbatoio così grande. Tuttavia, è possibile ottenere un’ampia superficie di scambio termico anche con un volume ridotto della bobina. Un esempio di questa soluzione è il serpentino a pettine dello scaldabagno VLM KS, che ha una superficie di 1,9 m2. Questo valore è addirittura superiore a quello del modello A “tank-in-tank” e tre volte superiore a quello del modello B con la superficie della bobina più piccola, pari a 0,6 m2.
Tuttavia, siamo a favore dell’obiettività. Le conclusioni finali sulle prestazioni di uno o dell’altro scambiatore di calore si basano sui risultati dei test. Per quanto riguarda il materiale dello scambiatore di calore, i nostri apparecchi sono disponibili in 2 versioni, a partire dalla migliore:
– Rame modello VLM KS – ha la più alta conduttività termica, quindi si aggiudica il primo posto;
– acciaio strutturale campioni A, B, D, H, NIBE MEGA – secondo posto.
Come per il serbatoio, anche per lo scambiatore di calore si devono impostare i valori della pressione di esercizio e della temperatura massima possibile. OK, la maggior parte dei riscaldatori ha una pressione nominale di 3 bar, che è il valore minimo consentito per la pressione della bobina. Questo corrisponde al campione A.Tuttavia, esistono molti altri apparecchi a caldaia, per i quali la pressione di esercizio normale è molto più alta. Il riscaldatore elettrico FIL SPL, ad esempio, funziona a 10 bar. Di conseguenza, maggiore è la pressione consentita nella bobina, più ampia è la gamma di applicazioni possibili. La pressione di esercizio massima delle unità NIBE è di 16 bar
Per quanto riguarda la temperatura massima possibile nel serpentino/circuito primario, questa determina innanzitutto la temperatura a cui può essere riscaldata l’acqua nel serbatoio. È ovvio che se il valore della temperatura del mezzo di trasferimento del calore è limitato, ad esempio, a 90 gradi, l’acqua nel serbatoio non può essere riscaldata oltre questo valore senza una fonte aggiuntiva, ad esempio un elemento riscaldante.
I due campioni di prova D e H sono entrambi limitati da questo parametro a 80°C. Ciò significa, ad esempio, che quando si lavora in combinazione con le caldaie EVAN, la maggior parte delle quali supporta un intervallo di temperatura fino a 85 °C, la temperatura del mezzo di riscaldamento deve sempre essere limitata, oppure il sistema deve essere reso più complesso installando un ingresso di acqua fredda nella batteria. In caso contrario, le condizioni di funzionamento indicate dal produttore saranno compromesse
Mentre 85°C è la normale temperatura di soglia per gli elettrodomestici, nel settore industriale si riscontrano spesso temperature molto più elevate. Ad esempio, una caldaia FIL può riscaldare fino a 100° C, e con un termostato speciale fino a 110° C! Solo i tre modelli considerati consentono questa temperatura: Pattern B, MEGA e VLM KS.
Un’altra specifica del produttore è la velocità nominale del flusso nella bobina/circuito primario. Il rating è, infatti, la velocità raccomandata a cui viene misurato l’apparecchio. Come abbiamo più volte scritto, la potenza, il rendimento, il tempo di riscaldamento: tutte queste variabili nel funzionamento di un riscaldatore indiretto sono molto variabili e dipendono da una serie di parametri, uno dei quali è la portata.
Da un lato, più alto è il valore, migliori sono le prestazioni dell’indirettore. D’altra parte, se la portata deve essere impostata su valori troppo elevati, si avranno costi aggiuntivi: una caldaia più grande, una pompa più grande, una sezione di tubo più grande, ecc.d. E quanto più elevati sono i requisiti di portata richiesti dal produttore, tanto più elevati sono i requisiti di isolamento termico per l’intera linea di carica.
Maggiore è la portata richiesta, maggiore sarà l’effetto sui risultati del riscaldatore a causa delle perdite tra la sorgente e il serbatoio. Ad esempio, per lo schema A, che ha la portata nominale più elevata 75 l/min , una perdita di appena 1 grado di temperatura del fluido termico nelle tubazioni comporterebbe una perdita di 5 kWh di potenza per un ciclo di carica di soli 10 minuti, la perdita di calore è di circa 870 W/h . Occorre inoltre prestare attenzione alle norme in vigore. Quindi, secondo la norma SNiP 41-01-2003 “RISCALDAMENTO, VENTILAZIONE E CONDIZIONAMENTO DELL’ARIA”, la velocità consentita dell’acqua nei tubi non deve superare 1,5 metri al secondo.
ConsigliLa portata dello scambiatore di calore è una caratteristica che ha un impatto diretto sui risultati. Ogni produttore definisce una velocità nominale, ovvero la velocità ottimale per il proprio scaldacqua. Prima di acquistare l’apparecchio, informatevi se potete soddisfare i requisiti di portata e quali sono i costi. In caso contrario, le aspettative riposte nell’apparecchio potrebbero non essere soddisfatte.
Dimostrarlo con un caso
Tutti i riscaldatori sono stati testati alla portata nominale raccomandata dal produttore. Da un lato questo comporta una serie di condizioni diverse per i soggetti, dall’altro è in contrasto con le condizioni operative raccomandate dai produttori.
La cosa più importante per il consumatore in uno scaldacqua è la quantità di acqua calda erogata e la velocità di riscaldamento. Di solito l’uscita del cilindro – cilindro o cilindro di stoccaggio – è il parametro più importante a questo proposito. Per “indiretto” questo parametro è il più incerto.
Nell’ultimo numero della nostra rivista abbiamo fornito alcuni grafici che mostrano come varia la potenza di un riscaldatore indiretto. La potenza del serpentino indiretto dipende notevolmente dalla differenza di temperatura tra l’acqua e il mezzo di riscaldamento, cioè all’inizio del riscaldamento, quando l’acqua nel serbatoio è fredda, l’apparecchio presenta un’impennata di potenza. La potenza diminuisce con il progredire del riscaldamento. Il secondo parametro che influisce notevolmente sulla resa di un riscaldatore indiretto è la portata del mezzo di riscaldamento: all’aumentare della portata, di solito aumenta anche la resa
Tuttavia, nell’ambito dei test effettuati, è stata misurata la potenza dei campioni presentati. Condizioni di prova: riscaldamento dell’acqua da 15 a 60°C con fluido termovettore a 80°C alla portata nominale dichiarata dal produttore . Capacità di carica misurata senza flusso di acqua calda sanitaria e con una portata di12 l/min fig. 1 .
In entrambe le misurazioni, il campione A ha mostrato il risultato migliore, come era prevedibile, in quanto la velocità del flusso nel suo circuito primario è diverse volte superiore a quella degli altri campioni. Va notato, tuttavia, che la potenza aumenta in modo sproporzionato. Rispetto al VLM KS successivo, ad esempio, la portata richiesta per il campione A è tre volte maggiore, mentre il rendimento è superiore solo del 20% con portata di acqua calda sanitaria e del 50% senza portata .
Ma passiamo alle caratteristiche più chiare e significative dal punto di vista pratico. Velocità di riscaldamento. Nei test, l’acqua fredda a 10 °C è stata riscaldata a 60 °C con un refrigerante a 80 °C. Il tempo di riscaldamento più rapido 17 minuti per il campione A. Tuttavia, ricordiamo che nonostante l’etichettatura simile, tutti i campioni hanno volumi diversi di serbatoi di acqua calda sanitaria, il campione A è il più piccolo.
Riduciamo quindi il tempo di riscaldamento risultante nel serbatoio a un denominatore comune – calcoliamo la velocità di riscaldamento. In questo caso il campione A si piazza al secondo posto, mentre il primo posto va allo scaldacqua VLM KS, con una velocità di riscaldamento calcolata di 8,33 l/sec. Il modello B, un serbatoio da 200 litri, ha mostrato le prestazioni peggiori; ha impiegato 64 minuti per riscaldarsi Fig. 2 !
La risposta alla domanda sulla quantità di acqua calda erogata dall’apparecchio è determinata da diversi indicatori. Cominciamo con il rendimento. Per misurarlo, l’acqua nel serbatoio è stata riscaldata a 65 gradi, dopodiché il caricamento è stato interrotto. L’acqua è stata poi portata a 40°C con un miscelatore e drenata a una velocità di 12 litri al minuto. Se il serbatoio dello scaldacqua non è dotato di un miscelatore, la potenza viene calcolata in base alla formula vedere anche le Istruzioni per l’uso n. 8 e 10 . articolo “Acciaio ferritico, rame a pettine” in EVAN-news n. 2 18 luglio 2023. .
Lo scaldacqua MEGA è il migliore in termini di rendimento, mentre il modello A è il peggiore.Il primo ha il volume del bollitore più grande, il secondo quello più piccolo. Per inciso, la quantità di acqua a 40 gradi può essere maggiore se l’acqua nel serbatoio viene riscaldata a una temperatura più elevata. Tuttavia, come già accennato, non tutti i riscaldatori consentono di raggiungere temperature elevate nel serbatoio. Pertanto, la potenza in caso di riscaldamento dell’acqua nel serbatoio fino a 80 gradi è calcolata solo per gli scaldacqua VLM KS, MEGA e campione A. I risultati sono illustrati dalla Fig. 3.
E forse l’indicatore più importante: il tempo necessario per produrre acqua a 40 gradi con una portata e una carica costanti. In parole povere, indica in quanto tempo l’acqua calda contenuta nel serbatoio si esaurirà in caso di utilizzo continuo. Lo scaldacqua si riscalda da 10 a 65 gradi Celsius, dopodiché l’acqua a 40 °C inizia a scorrere alla velocità di 12 litri al minuto. La carica riprende non appena la temperatura del serbatoio scende al di sotto dei 55 gradi.
I tre scaldacqua hanno dato risultati simili: i campioni H, B e D sono stati in grado di produrre acqua a 40 gradi nelle condizioni sopra descritte rispettivamente per 15, 16 e 17 minuti. Ma gli altri tre riscaldatori – campione A, NIBE VLM KS e NIBE MEGA – sono in grado di produrre acqua calda in modo continuo! Ciò significa che, con 12 litri al minuto, sufficienti per far funzionare contemporaneamente la doccia e il lavandino, il proprietario di questi modelli di scaldacqua non deve preoccuparsi di rimanere senza acqua calda e di dover aspettare che si riscaldi il prossimo lotto. Questo non accadrà.
Ridurre al minimo le perdite
Un’altra caratteristica impossibile da valutare in termini di dati di targa, ma molto importante, è la qualità dell’isolamento termico. Tutti i moderni apparecchi presenti sul mercato utilizzano un isolamento termico altamente efficiente, poiché il raffreddamento dell’acqua riscaldata è uno spreco di denaro. Tuttavia, è possibile scoprire chi ha più successo nel ridurre al minimo le perdite di calore: la sperimentazione è il modo migliore per scoprirlo. Le misure sono state effettuate quando l’acqua nel serbatoio è stata riscaldata a 65°C, ad una temperatura ambiente di 25°C Fig. 4 .
Il leader, con la minore perdita di calore, è stato lo scaldacqua VLM KS. Ora sappiamo che la frase “isolamento termico in poliuretano a celle chiuse ad alta efficienza” non è solo uno stratagemma di marketing, ma un vero e proprio risparmio di denaro. Osservare se la potenza termica indicata dai produttori corrisponde ai risultati dei test Tabella II e III . 1 ? Inoltre, la perdita di calore è stata misurata a una temperatura più elevata nella vasca 80°C . Poiché solo tre campioni potevano tollerare questi valori, i test sono stati eseguiti per loro. Ovviamente, maggiore è il delta tra la temperatura dell’acqua e il valore di isolamento, maggiore è il valore di isolamento
Buona consegna
Il territorio della Italia occupa 1/9 dell’intera superficie terrestre. È molto. Che dire, basta guardare la mappa, dove da Kaliningrad a Vladivostok ci sono più di 7 mila chilometri. In un’area come nessun’altra, il ruolo di consegnare i prodotti al consumatore in modo da mantenere le proprietà sia esterne che interne è più importante. E questo è in gran parte determinato dalla qualità dell’imballaggio. Nell’ambito dei test condotti, gli esperti hanno caratterizzato gli imballaggi degli scaldacqua in base ai risultati dell’ispezione. La resistenza dell’impacco più debole e quindi il rischio più elevato di danni è stato riscontrato nel campione A.Il VLM KS ha la confezione migliore: robusta da un lato e facile da rimuovere dall’altro.
La qualità integrale
Un riscaldatore indiretto è un apparecchio difficile da valutare. Praticamente ogni caratteristica è seguita da “se”, “a condizione che” e “in un determinato contesto”. Tuttavia, per riassumere la ricerca, vorremmo arrivare a qualche risultato sintetico. A tal fine, abbiamo valutato tutti i parametri indagati come risultato del test su una scala a 6 punti in base al numero di campioni coinvolti nel test . Per l’approvazione della prova, assegnare un punteggio di 1 al provino con la prestazione peggiore e di 6 a quello con la migliore, e ai restanti provini, a seconda della loro posizione tra il migliore e il peggiore. Sono stati esclusi alcuni parametri non numerici. In primo luogo, il materiale del serbatoio.
È presentato in due varianti e i punteggi sono stati assegnati di conseguenza: 2 – acciaio inox; 1 – acciaio smaltato. In secondo luogo, il materiale della bobina, ci sono anche due opzioni: rame a pettine – 2 punti, acciaio – 1 punto. E infine la possibilità di lavorare in modalità “flow-through”. Poiché consideriamo questo indicatore come uno dei più importanti, sono stati assegnati 6 punti agli scaldacqua che hanno dimostrato la capacità di funzionare come scaldacqua a flusso continuo e 1 punto ai modelli con un tempo limitato di produzione di acqua calda.
Naturalmente, alcuni di questi parametri sono più importanti di altri. Tutte le caratteristiche dei campioni testati sono riassunte in una tabella. Potete selezionare i criteri più importanti per il vostro progetto e classificarli. Il nostro esame interno di tutte le caratteristiche proclamate e misurate è mostrato nel grafico finale Fig. 5 .
Nella pubblicità si sente spesso la frase: “scegli con il cuore”, ma secondo noi lo scaldabagno va scelto con la testa. Ora avete l’opportunità di.
TABELLA 1. RISULTATI DEI TEST SUGLI SCALDACQUA INDIRETTI
Scusate, avete dei consigli o suggerimenti su quale marchio di riscaldatori d’acqua indiretti sia il migliore? Sono pronto a fidarmi ma, come si dice, meglio verificare! Ho bisogno di un confronto comparativo per fare la scelta migliore. Grazie in anticipo per l’aiuto!