pompa di calore acqua-acqua, incrociata con solare termico

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zulu64
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pompa di calore acqua-acqua, incrociata con solare termico

Messaggioda zulu64 » 8 set 2015, 19:31

Buon giorno a tutti, risiedo nel veneto e dato che ho aperto un argomento nel fotovoltaico, mi hanno proposto di aprirne uno anche per questa particolarita di casa mia.

Ho aquistato nel 1999 la mia attuale abitazione, e fin da piccolo avevo la passione per le rinnovabili in genere.
Sono partito nel 2003 dopo aver eseguito i primi lavori di casa, con un solare termico di tre metri quadri, passato a sedici metri quadri negli anni e montato un puffer da 1500 litri, collegato a un termocamino da 18kw nominali.
La mia e un abitazione del 1960, di 280 metri quadri, su due piani.
Ora i dati di base li avete.
Nel 2007 dopo varie ricerche, ho deciso di costruire una novita, dato che l'eta avanza, soldi pochi, e la legna da tagliare e dura.
Uscire dalla rete del gas e dalla necessita della legna.
Anticipo, obbietivo raggiunto.
Con un artigiano di belluno, mi sono fatto costruire il prototipo, una pdc acqua-acqua, ma nuda e cruda, solo compressore due scambiatori a piastre acqua-gas, la valvola di espansione e null'altro.
Cinque anni di prove per risolvere i problemi di equilibrio termico, senza ricorrere a soffisticata elettronica.
Tre anni fa e saltata, fuso compressore, ma ora mai ero pronto.
Smontata pulita e montato un compressore da 15000btu, e rifatto da zero impianto elettrico e idraulico di conessione con i pannelli solari termici.

Si la particolarita mia e quella, qui lo schema filare, alcuni errori nello schema e mancano dei particolari, questo non funziona, ma e lui.

Sono partito da un principio, piu la temperatura del condensatore(lato caldo) e mantenuta a lavorare su basse temperature, piu aumenta il COP, o se volete consuma di meno e scalda di piu.
Quello e facile, riscaldamento dell'acqua massimo 35 gradi.

Ma importante, piu elevi la temperatura lato evaporatore (lato freddo), e in inverno e la parte difficile, nuovamente aumenti il COP.
Spiego per chi non conosce in modo semplice, il classico condizionatore in pompa di calore, durante l'inverno spara aria calda a 50gradi, misurato il mio, ma fuori lavora anche sotto zero, voi avete minimo 40-50 gradi di differenza tra dentro e fuori, COP 2 circa.
Ma se fuori fosse possibile mettere la macchina in un ambiente a 35 gradi, avrete solo 15 gradi di differenza, e la PDC renderebbe moltissimo.
ovvio che un condizionatore e una utopia, a meno che a fianco non avete una fonderia o un vulcano che scalda l'aria, ma cosi non serve il riscaldamento.
Bene, spiegazione tecnica,:
I pannelli solari scaldano un boiler di 20 litri, da li la PDC preleva il calore che puo arrivare anche a 30 geadi(uso la parola calore, ma si direbbe energia), la pdc fa il suo lavoro e con due circolatori scaldo il puffer da 1500 litri, dal quale prelevo per il riscaldamento.
Sul puffer e presente una serpentina sanitaria, l'acqua esce a 30 gradi e la mando a uno scaldabagno elettrico, sisi elettrico, a conti fatti conviene di piu di una pdc o caldaia a gas in questa sittuazione.
Se la temperatura del solare termica supera un dato valore, prima scalda il puffer, poi prosegue per il piccolino da 20 litri.
Se ancora salgono ancora di piu il solare termico, una pompa comincia a deviare dal bollitore da 20 litri, l'acqua calda dentro un pozzo sotteraneo, cosi accumulo calore per la notte, tanto di giorno fa sempre i 20 gradi sui pannelli, anche con la pioggia.

Mal di testa?
Aspettate il resto!
Ovvio che appena i valori termici cambiano, cambiano i flussi dei liquidi, girano valvole motorizzate, valvole termostatiche, termostati meccanici, e si spengono o accendono le pompe, in non so neppure io quante combinazioni.

Di notte se la temperatura scende troppo nel boiler da 20 litri, riparte la pompa del pozzo(in pratica e una geotermia), ripescando calore e alimentando percio la pdc che desidera nuova energia.

Questo non vieta dato che in pieno inverno, quando ovviamente ho anche impoverito il pozzo perche prelevo piu energia di quanta ne carico di giorno, non partano anche i pannelli solari termici, si abassano ovviamente i COP, ma resto sempre sopra il COP 3.

Di giorno supero COP 5, ma rstiamo aal 5, non possiedo strumenti idonei.

Come ho percio "dedotto" simili COP?
Giusta domanda, calcoli fatti da me, e rifatti con ingegnere dei pannelli solari, e divertito perche entusiatsa con il tecnico che mi ha fatto la certificazione energetica(classeB, la pdc la ho costruita io, non e nei calcoli, come la certifica? altrimenti ero ancora meglio).

Se io ho due tubi, uno porta acqua fredda alla PDC per scaldarla, e poi il secondo la riporta clda al puffer, mi basta sapere i litri al minuto, e di quanti gradi di differenza sono i due tubi.
Due circolatori in parallelo da 3700 litri, differenza di 4 gradi, 3700 per 4 uguale 14800, che sarebbero kilo calorie.
Quasi 15kwh di potenza sviluppata.
Ora ci sono le perdite idrauliche, si vero, ma le pompe sono due, farebbe 30kwh.

Dai non diciamo fantascienza, bravetto si ma non sono un alieno.
Diciamo che ha conti fatti con verifiche termiche incrociate, ad esempio spento tutto e lasciato che la pdc scaldasse i 1500 litri senza disturbi, misurato percio salita termica del puffer in piu ore, sono sui 7kwh, visto che la pdc, e i circolatori consumano 1500wh, siamo sul cop reale di 4,5, anche se e un medio, con il sole trotta come un cavallo da corsa, ma di notte va a cop 3.

Altro dato, come supporto e presente un classico condizionatore da 12000btu, fa quello che puo, ma basta.
Praticamente circa il 70% del riscaldamento di una casa di 280 metri quadri e per la pdc acqua-acqua, il 30% il condizionatore.

Termino con un particolare, il termocamino e rimasto, per vari motivi, primo ormai e pagato, perche buttarlo, secondo in caso di guasti al sistema lui fa tutto, terzo cena con gli amici, e si il caminetto e bello, aggiungi un po di vino :gathering: :cheers: .
Bene al momento mi sembra di aver scritto abastanza, domenica un paio di foto dedicate alla pdc poi le publico, intanto godetevi lo schema.
saluti
zulu64 :B):
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doc1 schema competo.docx
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maxlinux2000
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Re: pompa di calore acqua-acqua, incrociata con solare termico

Messaggioda maxlinux2000 » 8 set 2015, 19:49

per comodità dei lettori e per quelli che non hanno ne office ne libreoffice, allego lo schema già estratto dal docx

schempdc.png
schempdc.png (41.18 KiB) Visto 732 volte


Zulu, ce la faresti a darci lo schema a maggiore risoluzione?
Cogito, ergo NO SUV !!

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zulu64
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Re: pompa di calore acqua-acqua, incrociata con solare termico

Messaggioda zulu64 » 9 set 2015, 5:04

Purtoppo no, questo e l originale che mi ha fatto l ingegnere mio amico, non ho il programma ne la pratica.
Vuoi provare tu?
Ho il pdf, quello lo avevo convertito perche non me lo caricava.
Stasera inseriro come sono i controlli, per la gestione e le sicurezze.
Saluti
Zulu64

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Re: pompa di calore acqua-acqua, incrociata con solare termico

Messaggioda jpquattro » 9 set 2015, 7:28

Congratulazioni. Bellissimo lavoro.
Sono sempre stato convinto che una PdC acqua acqua sarebbe stata un sistema efficiente di riscaldamento.
Soldi e complessità del lavoro mi hanno sempre impedito di provarci.
Io per la verità pensavo di poter sfruttare il calore della falda (aspirando acqua da una parte e ripompandola giù in un punto molto distante) e quindi usando il suolo come pannello solare di dimensione (quasi) infinita....
Da me la prima falda è a 2-3 metri, troppo superficiale per avere una temperatura stabile, bisogna scendere un po' per trovare la seconda falda, che, se la memoria non mi inganna sta intorno ai 15 gradi tutto l'anno.

Paolo

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Re: pompa di calore acqua-acqua, incrociata con solare termico

Messaggioda zulu64 » 9 set 2015, 19:02

Comincio con le foto richieste.
Vediamo se il sito le digerisce tutti.
Si sono d'accordo in pieno, io ho tentato di proporre tutte le rinnovabili, chiuso partita iva, ho fallito, troppo onesto e non dicevo cose tipo con 4 pannelli solari ti faccio il riscaldamento.
Chiariamo per anche chi non e del settore, ma solo curioso.
NON ESISTE la soluzione per tutti i problemi-consumi.
per casa mia va bene il solare termico, per casa tua un eolico, per casa rossi il fotovoltaico, per giorgo tutto.

Perdonate ma ci voleva prima di continuare.
Una PDC acqua-acqua funziona come concetto benissimo, ma sempre da valutare costo-ritorno.
in alcuni casi va bene, in altri aria-acqua, altri ancora mettete un condizionatore normale e vai che sei apposto.
Tutte e tre sono ok, se e la scelta giusta per quel posto.
Questo post lo dedico a chiarimenti.
Visto il pensiero di jpquattro del pozzo, nord europa e normale, infatti come credi io sopperisca alle carenze invernali?
Nello schema vedete una serpentina immersa a sinistra, quello e un pozzo, manca solo il secchio.
per precisione il precedente proprietario ha messo un coperchio in cemento, acipicchia, sara due quintali, non e stato facile aprirlo.
Immesso 70 metri di tubo, un sensore PT1000, e richiuso.
dentro era gia presente un tubo, aveva un autoclave.
Cerca su ebay "autoclave solare", una mini autoclave da 80w, con tre bar di portata, senza spazzole, con quella pesco e tolgo acqua fredda dal pozzo.
pescano pochi litri al minuto, ma va bene cosi.

difatti anche quello e una delle configurazioni del mio impianto.
Sul tubo che invia al pozzo, l'acqua glicolata(e un circuito chiuso), e presente un termostato meccanico, se scende sotto i piu 5 gradi, attiva la pompa, ma solo se il rele che la alimenta, e eccitato dal circolatore pdc-pozzo.
Questo per regolarne gli on-off , in modo che funzioni solo se serve, e ributto in falda con un tubo.
Le sicurezze e i controlli pdc sono semplici, ma sicuri.
Per il comando di accensione pdc, un altro termostato meccanico sul puffer a imersione, tarato a 35 gradi per il riscaldamento, ho termosifoni in alluminio, trovati quelli, in radiante sono ok.
Con quello eccito un rele temporizzato a ritardo di due minuti, questo perche in caso di sbalzi di tensione un on-off secco di una pdc, puo rompere il compressore, sempre dopo un fermo pdc, attendere il livellamento delle pressioni del gas prima di riavviare il compressore.
I quatro circolatori, due per l'evaporatore e due per il condensatore vengono eccitati insieme in parallelo, hanno un loro rele, ma sono protetti da termici salva motori regolabili a soglia.
Se per X motivo un circolatore si guasta e si ferma, tutto ok vedo la pdc zoppicare e basta, il secondo muove ancora l'acqua, ma un corto o una dispersione fa saltare il termico, che aprendo apre anche il filo che alimenta il rele di potenza della pdc, che cosi si arresta, mettendo al sicuro il compressore da sovra temperatura o sotto temperatura, a seconda del lato che si guasta.
All'uscita del compressore, punto di surriscaldamento, ATTENZIONE li il gas puo toccare i CENTOVENTI GRADI riferito al r407 che adopero io, non toccate mai il tratto compressore scambiatore.
Li ho comprato e installato un termostato a riarmo manuale da caldaia, scatta massimo 90 gradi, regolato sui 75 gradi, dato che con scambio acqua, io giro a uscita compressore attorno i 60 gradi, uscita scambiatore rubo calore fino a scendere ai 30 gradi.
anche lui e in serie con il filo del rele, se scatta non parte piu e mi attende, significa rogne all'impianto, meglio fermo che distrutto, mai scattato, tranne nei miei test.
Ovviamente un pressostato di massima, sempre in serie, poi ovviamente come da foto, termico e salvavita, voi non lo vedete, ma il filo che alimenta quell'ambiente arriva dritto dal contatore, con ancora termico e salvavita.
pensando male, anche in caso di incendio, tolgo corrente alla zona e la casa funziona tranquillamente.
nel disegno manca, uno scaldabagno elettrico.
Non gridate orrore, dal puffer esce a quasi 35 gradi, ed entra nello scaldabagno, la resistenza finisce il lavoro.
bilancio energetico, 1-2kwh al giorno tra docce e piatti.
Tenete presente che in estate la pdc e ferma, i 16 metri di solare termico portano il puffer a oltre 70 gradi, percio e un uso di circa quattro mesi soltanto per la resistenza, un 150€ se fosse da enel, mentre ora anche io sono off grid.
trovate sul fotovoltaico

il mio quasi traguardo off grid.

Difatti prima ho lottato nel termico, e ora ho avviato il percorso fotovoltaico-eolico.

Altri controlli impianto.
La centralina solare per il solare termico, gestisce sia il solare che la pdc, ovviamente lei non lo sa.
Spiego:
sui pannelli e ovviamente presente una sonda, la seconda e nel bollitore piccolo, la terza e nel puffer da 1500 litri.
Ora ho ordinato che mi porti il bollitore piccolo al massimo a 35 gradi, e quando e arrivato a 35 che mi scaldi il bollitore grande.
di norma e cosi nel termico, io ho "inventato" un trucco-inganno.
la centralina eccita una valvola a tre vie, percio non invia piu al bollitore piccolo ma al grande, ma poi dal grande esce l'acqua dello scambiatore per tornare ai pannelli.
Li la ho imbrogliata, l'acqua entra nel bollitore , esce, ma ritorna al bollitore piccolo per POI tornare ai pannelli, li e presente un giro di T idrauliche che mi ubriaco anchio se devo metterci le mani, ho sfruttato i flussi naturali dell'acqua, senza miscelatori e controlli elettronici.
Spiego con numeri esempio anche il funzionamento e il perche di questo.
I pannelli sono a 30, vanno al bollitore piccolo per alimentare la pdc assetata di calore, e lo tiene a 20 gradi.
esce un bel sole e porta il bollitore piccolo a 35, il puffer e a 30 e lei gira al puffer.
Se fosse solo cosi, il bollitore piccolo crollerebbe in pochi minuti, destabilizando la pdc che andrebbe dal caldo al freddo in poco tempo.
Questo crea problemi alla pdc sia come crolli del cop, sia a lungo termine per danni a valvola di espansione e valvole compressore, al cambio temperatura cambiano in maniera drastica le pressioni del gas.
mentre se faccio la mia idea, i pannelli sono a 45, entra l'acqua nel puffer e esce a 30-35, si ri infila nel bollitore piccolo e lo mantiene a 30 gradi, torna ai pannelli e si ricomincia, tutto in stabilita per equilibri naturali di scambio a cascata :woot: , semplice giusto?
Seee magari, se penso i mal di testa miei, e di tecnici e ingegneri SERI, quelli che dico io, che impazzivano per seguire tubi temperature flussi e comandi. :cry:
il termocamino e rimasto di soccorso, ha la sua centralina, lo accendo qualche volta per piacere, o dare una spinta nei giorni troppo sotto zero, praticamente massimo un bancale a inverno, a legna qui ne servivano almeno 12 bancali, fate qualche conto.

Ops dimenticavo, a volte andava troppo sotto zero il glicole, ho inserito un termostato di minima e regolato, blocca solo il compressore, l'acqua contiuna a circolare e sbrina, mi e nato il problema con i nuovi circolatori elettronici.
Per forza consumano poco, pompano un accidente, due circolatori da 80w tenevano 4 gradi di differenza tra mandata e ritorno, con questi mi trovo quasi 11 gradi, ne metto un terzo a giorni. :alienff: :wub: :alienff:

Dando solo 3kwh per ogni kg di legna, sono almeno 43200kwh anno.
Be ho fatto un bel papiro, penso che per stasera basti.
Spero che il gestore non lo cancelli per non doverlo leggere tutto. :D :woot: :D :lol: .
Saluti.
zulu64
Allegati
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