In un bollitore l’acqua calda occupa la parte alta e l’acqua fredda quella bassa. Questa separazione in strati è ciò che fissa la temperatura che il generatore vede all’ingresso del suo scambiatore, e quindi il suo rendimento istantaneo. Il metodo di calcolo della diagnosi energetica francese traduce la geometria del serbatoio in un coefficiente di perdita, 0,33 per un orizzontale da 100 a 200 litri contro 0,20 per un verticale di categoria C, cioè 1 063 contro 644 kWh di perdite annue a 200 litri. Lo scarto di 419 kWh all’anno dipende soltanto dalla posizione del serbatoio, a parità di volume e di utilizzo.
Che cosa cambia la stratificazione per il generatore
La grandezza utile è la temperatura vista dalla sorgente, non quella al rubinetto
Un bollitore stratificato presenta alla base acqua vicina alla temperatura di rete. È quell’acqua che la sorgente di calore riprende, e più è fredda, maggiore è il salto rispetto alla temperatura di regolazione. Quando gli strati si mescolano, la base si scalda, il generatore lavora contro un salto ridotto e il suo rendimento istantaneo crolla, senza che nulla si veda al rubinetto finché la parte alta tiene.
Su una pompa di calore, il fondo del serbatoio governa il rendimento
Una pompa di calore o uno scaldacqua termodinamico rende tanto meglio quanto più bassa resta la temperatura di condensazione. Un serbatoio rimescolato costringe a portare l’intero volume alla temperatura di regolazione invece di ricaricare dal basso, il che allunga i cicli e alza la temperatura media di condensazione. Su una resistenza elettrica il meccanismo è diverso ma l’effetto è reale: la potenza è fissa, quindi il rimescolamento si paga in durata di riscaldamento e in numero di riavvii.
Che cosa ne trattiene il metodo di calcolo
Il metodo non modella gli strati. Constata il risultato e lo codifica in un coefficiente di perdita tabulato, con due geometrie e nulla in mezzo. È una semplificazione, ma è quella che conta e alimenta direttamente il consumo di acqua calda della diagnosi.
Che cosa il calcolo quantifica della geometria
Due geometrie, due coefficienti
Estratto dalla tabella delle perdite di accumulo del metodo francese, in Wh per litro, per grado e per giorno.
| Coefficiente di perdita | ≤ 100 L | da 100 a 200 L | da 200 a 300 L | > 300 L |
|---|---|---|---|---|
| Scaldacqua orizzontale | 0,39 | 0,33 | 0,30 | 0,30 |
| Verticale, categoria C o 3 stelle | 0,25 | 0,20 | 0,18 | 0,16 |
La riga orizzontale è unica. A differenza di quelle verticali non si articola secondo la categoria del serbatoio, il che equivale a dire che il metodo considera la geometria dominante rispetto alla qualità dell’isolamento. Le due righe verticali intermedie compaiono nella tabella completa delle perdite di accumulo.
Lo scarto in chilowattora
Perdite annue calcolate con la formula dello stesso paragrafo, arrotondate al kWh.
| Volume | Orizzontale | Verticale categoria C | Scarto |
|---|---|---|---|
| 100 L | 628 | 403 | 225 |
| 150 L | 797 | 483 | 314 |
| 200 L | 1 063 | 644 | 419 |
| 250 L | 1 208 | 725 | 483 |
| 300 L | 1 450 | 870 | 580 |
Lo scarto cresce con il volume, il che ribalta un’intuizione diffusa: più il fabbisogno è elevato, più pesa la scelta della geometria, mentre si tende a ritenere che il vincolo del locale giustifichi tutto non appena si sale di litraggio.
Che cosa la tabella non dice
Non dice nulla sulla qualità degli attacchi, sulla presenza di un diffusore all’ingresso dell’acqua fredda, sulla portata di carica né sulla posizione della sonda di regolazione. Due bollitori verticali identici mal collegati si comporteranno come orizzontali senza che il calcolo se ne accorga. La tabella delimita il tema, non lo sostituisce.
Misurare la stratificazione invece di supporla
Il rilievo alto, mediano, basso
Dopo almeno due ore senza prelievi, rilevate la temperatura a contatto in tre punti lungo l’altezza del serbatoio, sul mantello e non sugli attacchi. Un profilo nettamente decrescente indica strati formati. Un profilo piatto segnala rimescolamento, la cui causa è quasi sempre idraulica e non termica.
La prova di prelievo
Aprite un punto di prelievo a portata costante e misurate il volume erogato prima che la temperatura in uscita scenda sotto la temperatura utile prevista. È il volume realmente disponibile, da confrontare con il volume nominale del serbatoio. Lo scarto fra i due è la misura diretta di ciò che la stratificazione vi restituisce.
Il ritorno del ricircolo
Su un impianto con ricircolo, misurate la temperatura di ritorno. Un ritorno anormalmente caldo segnala che l’anello reimmette energia nel serbatoio invece di compensare le perdite di rete, e che rimescola il serbatoio a ogni circolazione. Il tema è trattato in dettaglio nell’articolo sull’anello di ricircolo ACS.
Le regolazioni che rompono gli strati
La portata di carica
Una portata di carica troppo elevata immette energia più in fretta di quanto il serbatoio riesca a ordinarla, e il getto in ingresso attraversa gli strati invece di alimentarli dal basso. Su un bollitore a serpentino, il primo controllo riguarda la velocità del circolatore primario, prima di sospettare del serbatoio stesso.
La posizione della sonda e la temperatura di regolazione
Una sonda posta troppo in basso costringe il generatore a portare l’intero volume alla temperatura di regolazione, il che elimina meccanicamente la stratificazione. Una sonda nella zona alta consente di ricaricare per fasce. La temperatura di regolazione si allinea al fabbisogno reale e ai limiti nazionali al punto di prelievo, con miscelatore termostatico non appena l’accumulo è più caldo di quanto ammesso.
Il punto di reimmissione del ricircolo
Un ritorno di ricircolo collegato troppo vicino all’uscita dell’acqua calda riscalda proprio la zona che deve restare più calda e destabilizza la parte alta del serbatoio. Reimmettere su un attacco mediano con valvola di ritegno, programmare la pompa sulle fasce di utilizzo e isolare l’anello in continuo bastano a eliminare gran parte del rimescolamento parassita.
Che cosa la geometria non risolve
Il volume resta il primo parametro
Una stratificazione perfetta su un serbatoio troppo piccolo dà comunque acqua tiepida al secondo prelievo. La geometria ottimizza l’uso del volume, non lo crea. Il dimensionamento si affronta a monte, sui prelievi simultanei rilevati in sopralluogo, come spiegato nell’articolo sul volume di accumulo ACS.
Quando il locale impone l’orizzontale
La scelta non è sempre aperta. Sottotetto, controsoffitto, mansarda, armadio basso: l’altezza disponibile decide prima di tutto il resto, e si rileva durante il sopralluogo, in cui il tecnico documenta il locale e la posizione degli apparecchi. In quel caso il tema non è più la prestazione ma l’arbitraggio di posa, l’ingombro e la ripresa del fissaggio, trattati nell’articolo sulla scelta fra scaldacqua verticale e orizzontale. Il maggior costo di esercizio si quantifica allora con la tabella qui sopra e si scrive nel preventivo.
I punti da validare prima di fissare la scelta
- Altezza libera reale, misurata a botola aperta e non sul disegno.
- Posizione della sonda di regolazione e accessibilità dell'attacco mediano.
- Portata di carica disponibile lato generatore e velocità del circolatore.
- Temperatura di regolazione scelta e presenza di un miscelatore termostatico in uscita.
