Scambiatori di calore a piastre per sottostazioni di teleriscaldamento e acqua calda sanitaria

Knowledge base

In breve

In una sottostazione di teleriscaldamento, uno scambiatore a piastre trasferisce il calore dalla rete al sistema di riscaldamento dell'edificio e all'acqua calda sanitaria, senza che i liquidi si mescolino. Mantiene separati i circuiti della rete e dell'edificio ed è abbastanza compatto per una centrale termica. È il punto in cui il calore cambia mano.

Se si apre la porta di un locale tecnico in un edificio servito dal teleriscaldamento, raramente si trova una caldaia. Al suo posto c’è una sottostazione compatta: alcune valvole, un contatore, un regolatore e, al centro, uno o più scambiatori di calore a piastre. Il calore arriva dalla rete e viene distribuito ai radiatori, al riscaldamento a pavimento e ai rubinetti dell’acqua calda dell’edificio, e lo scambiatore è il punto in cui avviene questo trasferimento. Questa guida spiega perché il sistema funziona in questo modo e quali sono i criteri che determinano la scelta dello scambiatore.

Perché la rete rimane all’esterno dell’edificio

Una rete di teleriscaldamento è un grande sistema condiviso da molti utenti. L’acqua viene trattata dal gestore, la pressione è regolata per l’intera rete e una perdita in qualsiasi punto comporta un costo per tutti. Collegare direttamente un edificio significherebbe far gravare la pressione della rete sulle tubazioni e sui radiatori dell’edificio e consentire all’acqua dell’edificio, con tutto ciò che essa raccoglie, di riversarsi nella rete.

Un collegamento indiretto tramite uno scambiatore di calore a piastre evita entrambe le cose. L'acqua della rete passa da un lato, il circuito dell'edificio dall'altro, e solo il calore viene trasferito. Ciascun lato mantiene la propria pressione, la propria qualità dell'acqua e le proprie pompe, e un guasto all'interno dell'edificio rimane all'interno dell'edificio.

Riscaldare l'acqua potabile

L'acqua calda sanitaria è un caso a sé stante. Si tratta di acqua potabile, viene utilizzata direttamente dal rubinetto e deve rimanere pulita. In molte sottostazioni, uno scambiatore a piastre separato la riscalda, sia nel momento in cui si apre un rubinetto, sia riempiendo un serbatoio di accumulo. Poiché l’acqua è potabile, i materiali utilizzati su quel lato e il tipo di tenuta dell’unità sono scelti tenendo conto dei requisiti igienici, e i controlli devono gestire un carico che passa da zero al massimo ogni volta che qualcuno fa la doccia.

A questo proposito vale la pena menzionare l’acqua dura. Il calcare si deposita sulle piastre di scambio termico di un sistema alimentato con acqua di rubinetto molto più facilmente che in un circuito di riscaldamento chiuso; pertanto, la qualità dell’acqua in loco determina se sia più conveniente acquistare un’unità che possa essere aperta e pulita.

Cosa rende uno scambiatore a piastre adatto al compito da svolgere

I locali tecnici sono di piccole dimensioni e uno scambiatore a piastre svolge la sua funzione in uno spazio molto ridotto. Gli operatori di rete desiderano inoltre che l’acqua torni da loro il più fredda possibile, poiché un ritorno freddo trasporta più calore per unità d’acqua pompata e consente ai loro impianti di funzionare meglio. Uno scambiatore a piastre è in grado di avvicinare le temperature dei due lati, il che è esattamente ciò di cui ha bisogno un buon ritorno.

Il tipo dipende dalle condizioni. Le unità saldate sono comuni nelle sottostazioni di piccole e medie dimensioni con acqua pulita; le unità con guarnizioni vengono scelte per edifici più grandi e stazioni di trasferimento di rete, dove le dimensioni sono maggiori e potrebbe essere necessario aprire le piastre per la pulizia o ampliarle in un secondo momento.

Oltre il singolo edificio

Lo stesso principio si applica su scala più ampia. Gli scambiatori a piastre separano una rete di trasmissione da una rete locale, collegano una fonte di calore residuo – come un impianto di motori, un data center o un processo industriale – a una rete di teleriscaldamento e integrano in essa pompe di calore e sistemi di accumulo. In ogni caso la questione è la stessa: due circuiti con proprietari, pressioni o acqua diversi, e calore che deve passare da uno all’altro. TECS Engineering progetta e fornisce soluzioni con scambiatori di calore a piastre per circuiti di raffreddamento di motori, centrali elettriche e impianti industriali; inviateci il fabbisogno termico, le condizioni della rete e dell’edificio e la qualità dell’acqua, e il team di ingegneri vi fornirà una risposta.

In sintesi

Impedisce all’acqua e alla pressione della rete idrica di penetrare nell’edificio
Ciascuna parte dispone delle proprie pompe, della propria acqua e dei propri sistemi di controllo
Uno scambiatore separato riscalda l'acqua potabile del rubinetto
Un ritorno interessante è ciò che vuole l'operatore di rete
Saldati per sottostazioni piccole e pulite, con guarnizioni per quelle più grandi
Inoltre, collega le fonti di calore residuo e le pompe di calore a una rete

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Cosa inviare con una richiesta

Fabbisogno di riscaldamento e acqua calda dell'edificio o dell'area
Le condizioni di fornitura e restituzione dell'operatore di rete
Pressioni su entrambi i lati e caduta di pressione ammessa
La qualità dell'acqua del rubinetto e se è dura
Accumulo o produzione istantanea di acqua calda
Spazio disponibile nel locale tecnico ed eventuali norme operative

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Domande frequenti

Perché le sottostazioni di teleriscaldamento utilizzano uno scambiatore di calore a piastre?

Per mantenere separati la rete idrica e il circuito di pressione dall'impianto dell'edificio, in modo che ciascuna parte funzioni autonomamente e che un guasto rimanga circoscritto al punto in cui si verifica.

L'acqua calda sanitaria viene riscaldata dallo stesso scambiatore?

Di solito no. L'acqua del rubinetto viene riscaldata da uno scambiatore separato, realizzato con materiali e sistemi di controllo specifici per l'acqua potabile e progettato per far fronte a una domanda che varia rapidamente.

Perché l'operatore di rete presta attenzione alla temperatura di ritorno?

Un ritorno più freddo trasporta una maggiore quantità di calore a parità di acqua pompata e consente alle fonti di calore di funzionare meglio; uno scambiatore a piastre è in grado di garantire questo risultato.

Saldatura o guarnizione per una sottostazione?

Saldo per sottostazioni di piccole e medie dimensioni con acqua pulita; con guarnizioni per stazioni più grandi o nei casi in cui si prevedano depositi di calcare e necessità di pulizia.

Uno scambiatore a piastre può convogliare il calore residuo in una rete di teleriscaldamento?

Sì. Collega stabilimenti di produzione di motori, centri dati, processi industriali e pompe di calore a una rete, mantenendo separati i rispettivi circuiti.